Fehler-Bots! Diese Insekten inspirierten Roboter können auf dem Wasser springen.

Schwärme von Robotern inspiriert von Wasser-hopping Insekten für die Überwachung, Suche und Rettung Missionen und Umweltüberwachung, eines Tages verwendet werden könnten, sagen Forscher.

Mehr als 1.200 Tierarten haben die Fähigkeit, auf dem Wasser laufen entwickelt. Dazu gehören kleine Tiere wie Insekten und Spinnen und größeren Tiere wie Reptilien, Vögel und sogar Säugetiere.

Während relativ große Tiere, wie die so genannte "Jesus Lizard," Wasser mit genügend Kraft und Geschwindigkeit um ihre schweren Körper zu gehen unter schlagen müssen, Insekten genannt Wasserläufer sind klein genug, um ihr Gewicht fast vollständig durch die Oberflächenspannung des Wassers unterstützt werden – das gleiche Phänomen, aus denen sich Wassertropfen Perlen. Im Jahr 2003 erstellt Wissenschaftler die ersten Roboter, die das Wasser Strider zu imitieren, der oben auf Schwimmen und Skaten auf der Oberfläche des Wassers. [Die 6 erstellt seltsamsten Roboter jemals]

Aber bis jetzt, eine Wasser-Strider Kunststück, die Forscher nicht erklären oder kopieren könnte war wie die Insekten von der Oberfläche des Wassers, ebenso hoch über Wasser springen, wie sie festen Boden springen können. Zum Beispiel können Wasserläufer gesammelt von Bächen und Teichen in Seoul, Südkorea, mit Körpern einen halben Zoll (1,3 cm) lange im Durchschnitt mehr als 3 Zoll (8 cm) hoch zu springen, Co-Autor der Studie Je-Sung Koh, einem Roboteringenieur am Seoul National University und der Harvard University, sagte Live Science lead.

Jetzt haben Wissenschaftler das Geheimnis des wie diese Insekten diese erstaunliche Sprünge erreichen gelöst, und die Forscher haben einen Roboter in der Lage, solche Sprünge gebaut.

"Wir haben das Geheimnis des Springens auf dem Wasser mit Robotertechnologie offenbart," sagte Co Senior Studienautor Kyu-Jin Cho, Direktor des Biorobotics Labor an der Seoul National University, Leben-Wissenschaft. "Natürliche Organismen geben eine Menge Inspiration für Ingenieure."

Mit High-Speed-Kameras, analysierten die Forscher Wasserläufer auf dem Wasser springen. Sie bemerkten, dass die Insekten langen, superwaterproof Beine allmählich beschleunigt, so dass die Oberfläche des Wassers nicht zu schnell zurückziehen und verlieren den Kontakt mit den Beinen. Verwenden ein theoretisches Modell eines flexiblen Zylinders auf Flüssigkeit schwebend, fanden die Wissenschaftler, dass die maximale Kraft der Wasserläufer Beine ausgeübt war immer knapp unterhalb der Maximalkraft Oberflächenspannung des Wassers standhalten konnte.

Die Wissenschaftler fanden auch, dass Wasserläufer ihre Beine nach innen gekehrt, um die Zeitspanne zu maximieren, die sie gegen die Oberfläche des Wassers, schieben könnte maximieren die gesamte Kraft für ihre Sprünge. Darüber hinaus wurden die Form der Spitzen ihre Beine zur Anpassung an die Grübchen, die auf der Oberfläche des Wassers gebildet, wenn die Beine nach unten, wodurch die Oberflächenspannung die Beine erlebt zu maximieren gebogen.

Als nächstes die Wissenschaftler entwickelten Leichtbauroboter von Glas-faserverstärkten Verbundwerkstoffen, die insgesamt nur 68 Milligramm (0,002 Unzen) wog gemacht – ein wenig mehr als das Gewicht der drei Erwachsene Stubenfliegen. Mit Hilfe eines springenden Mechanismus inspiriert durch Flöhe, der Roboter könnte ungefähr 5,5 Zoll (14 cm) von der Oberfläche des Wassers springen – über die Länge seines Körpers und 10 Mal seine Körpergröße angepasst.

"Unsere kleine Roboter kann auf dem Wasser ohne zu brechen die Wasseroberfläche springen und auf dem Wasser so hoch wie an Land springen springen kann", sagte Cho.

Die Forscher darauf hingewiesen, dass bisher der Roboter kann nur einmal springen, und es zufällig landet. In der fernen Zukunft wollen die Wissenschaftler einen Roboter zu bauen, der können nicht nur immer wieder springen und landen in einer kontrollierten Weise, sondern auch tragen, Elektronik, Sensorik und Batterien.

"Dies eine äußerst schwierige Aufgabe, wäre da das Gewicht des Körpers wirklich leicht für sie, auf dem Wasser zu springen muss," sagte Cho. "Es wäre toll, sowie eine Swimming-Verhalten hinzufügen."

Die Wissenschaftler detailliert ihre Ergebnisse in der 31 Juli-Ausgabe der Zeitschrift Science.

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