הרובוט החדש רץ על פני משטח לא אחיד באופן שעוצב על ידי לטאה זנב זברה. תמונה באדיבות חן לי, טינגנאן ג'אנג, דניאל גולדמן
תכנון רובוט שיכול לנוע בקלות על פני שטח רופף - נניח, משוטט שנועד לחצות את פני מאדים - מציב אתגר הנדסי ייחודי: גלגלים שוקעים בדרך כלל במה שהמהנדסים מכנים "קרקע זורמת" (תערובות של חול, אדמה, בוץ ועשב) ).
בהתחשב בחידושים הרבים בהשראת הביולוגיה בתחום הרובוטיקה, צוות חוקרים מג'ורג'יה טק היה רעיון - לבסס עיצוב על יצורים מדבריים כמו לטאות זנביות הזברות שמצליחות לטרוף על פני שטח רופף וחולי מבלי להאט. המאמצים שלהם אפשרו להם ליצור מכשיר קטן זה בן שש רגליים, שהוצג במאמר שפורסם היום בכתב העת Science, שיכול לרוץ על פני משטח גרגירי באופן שמזכיר באופן לא מודע זוחל.
צוות המחקר, בראשותו של חן לי, עיצב את המכשיר לאחר שלמד את תנועתם של יצורים שונים והדמה מתמטית את הביצועים של סוגים שונים של רגליים (משתנים במספרם, בצורתם ובאורך) בכמה סביבות שונות. הם מקווים שהמחקר שלהם ידרבן את התפתחותו של שדה שכונו "טרראדינמיקה" - בדיוק כמו שהאווירודינמיקה עוסקת בביצועים של כלי רכב מכונפים באוויר, השדה שלהם יחקר את תנועתם של כלי רכב רגליים על משטחים גרגירים.
כדי לתכנן את הרובוט שלהם הם השתמשו בסימולציות אלה כדי לקבוע את אורכי הרגל המדויקים, מהירויות התנועה ורמות הכוח שיניעו מכשירים על פני משטח רופף מבלי לגרום להם לשקוע עמוק מדי. לאחר מכן הדפיסו מגוון סוגי רגליים במדפסת תלת מימד, ובנו רובוטים לבדיקתם במעבדה.
אחד הממצאים המעניינים ביותר שלהם הוא שאותם סוגים של עקרונות עיצוב חלים על תנועה על מגוון משטחים גרגירים, כולל זרעי פרג, חרוזי זכוכית וחול טבעי. ההדמיות והניסויים שלהם בעולם האמיתי חשפו כי בדרך כלל הרגליים בצורת C עבדו בצורה הטובה ביותר, אך כל סוג של גפיים בצורת קשת עבדו בצורה טובה יחסית מכיוון שהם פרשו את משקל המכשיר על משטחי רגליים ארוכים (גם אם צרים) ככל שהרגליים מגיעות. למגע עם האדמה במהלך צעד.
החוקרים מצאו כי גפיים בצורת C פועלות בצורה הטובה ביותר לתנועה מהירה על משטחים גרגירים, הן ב לטאות והן ברובוטים. תיאורים מקווקמים, מוצקים ומנוקדים ב- C ו- D הם תנוחות רגליים מוקדמות, אמצעיות ומאוחרות במהלך צעד. חצים מציינים כיווני תנועה לאזורי רגל ספציפיים. תמונה באמצעות Science / Li et. al.
היישומים של מחקר מסוג זה הם רחבים: הרובוט הספציפי הזה, כך אומרים החוקרים, יכול להתפתח למכשיר שימושי לחיפוש והצלה או צופה, בעוד העקרונות הנגזרים מתחום הטרדינמיקה עשויים להיות מועילים בעיצוב בדיקות כדי לחקור אחר כוכבי לכת בעתיד. הם יכולים גם לעזור לביולוגים להבין טוב יותר את האופן שבו צורות החיים כאן על כדור הארץ התפתחו כדי לעבור על פני כדור הארץ שלנו.
