Gut bewaffneten Design: 8 Octopus-Inspired Technologies

Die Krake hat viel technologischen Innovation inspiriert und mit gutem Grund. Diese Cephalopoden ist geschickt unter Wasser, kann sich tarnen, hat gut entwickelte Vision, muskulöse Arme, sensorische Saugnäpfe und einen weichen Körper.

"Die Krake ein faszinierendes Tier, ganz besonderes, seine Muskelstruktur, die funktioniert wie eine veränderbare Skelett gegeben", sagte Cecilia Laschi, Biorobotics Professor an der Sant'Anna School of Advanced Studies in Pisa, Italien.

Laschi ist eine Sonderausgabe der Zeitschrift Bioinspiration & Biomimetik, geplant, um in diesem Herbst über Octopus-inspirierte Robotik veröffentlicht werden gerade bearbeitet. [Sehen Sie Fotos von verschiedenen Oktopus-inspirierten Technologien]

Hier sind einige neuartige Technologien, die Forscher, wie Laschi sich, basierend auf dem Meereskreatur erstellt haben:

Camouflage-material

Kraken haben Zellen spezialisiert, mit denen die Tiere, die Farbe und das Muster ihrer Haut effektiv tarnen sich vor Fressfeinden zu ändern. Ein Forscherteam unter der Leitung von Cunjiang Yu, Assistant Professor für Ingenieurwissenschaften an der University of Houston und John Rogers, Professor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der University of Illinois at Urbana-Champaign, entwickelt seine eigene Version dieser Tarnung.

Das Team flexibel Camouflage System besteht aus Schichten von wärmeempfindlichen Farbstoff und Lichtsensoren. "Wir waren Teil eines interdisziplinären Teams von Forschern, finanziert durch das Office of Naval Research, in den Ingenieurwissenschaften wie die Farbwechsel-Fähigkeiten der Kopffüßer in künstlichen Systemen reproduzieren zu suchen", sagte Rogers Leben Wissenschaft.

Saugnäpfe

Letztes Jahr, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der US-Army Research Laboratory, habe das Edgewood Chemical Biological Center und der University of Maryland 3D-gedruckten selbstdichtend Saugnäpfe. Diese Geräte könnten dazu beitragen, dass die Roboter Objekte, vor allem in Disaster Relief Umgebungen zu erfassen, die zu gefährlich für den Menschen zu geben.

Die Forscher testeten vier Fingertip-Größe Prototyp Saugnäpfen aus einem Polymer, das verfestigt sich unter UV-Licht hergestellt. Ergebnisse zeigten, dass die Tassen stark genug waren, um eine Flasche Wein zu halten nach dem Forschungslabor der US-Armee.

Farbwechsel-Roboter

Harvard University Wissenschaftler unter der Leitung von dem Chemiker George Whitesides erzeugt einen weichen, Farbwechsel-Roboter vor zwei Jahren, die von Kraken und Tintenfische inspiriert wurde.

Die vier Gliedmaßen Roboter hat eine separate Ebene der winzige Kanäle durch die flüssige Farbstoffe ein-und gepumpt werden können. Die Farbe der Farbstoffe kann kombiniert werden, um den Roboter mit ihrer Umgebung verschmelzen zu helfen.

Vor kurzem entwickelte das Team einen neuen weichen Roboter. Während diese Farbe nicht ändern, es hat die gleiche Form wie das Original und autonom bewegen kann. Hergestellt aus Silikon, Hohlglas Mikrosphären und spezialisierte Kunststoffgewebe ist es widerstandsfähig genug gegen Feuer, Wasser und wird von einem Auto überfahren. Das neue Journal Soft Robotik vorgestellten Roboter-Design in die Veröffentlichung der ersten Ausgabe.

Schwimmen

Letztes Jahr, Wissenschaftler von der Stiftung für Forschung und Technologie – testete Hellas in Griechenland einen achtarmigen Roboter unter Wasser. Die Maschine nicht nur sah aus wie eine Krake, aber auch diese Kreatur Bewegungen nachahmte. [Super-intelligenten Maschinen: 7 Roboter Futures]

Ziel des Projektes ist es, neuartige Antrieb machen es einfacher und effizienter für Roboter zum transport von schwerer Lasten unter Wasser zu untersuchen.

Experimente in einem Wassertank mit dem acht-Arm Roboter-Prototyp demonstriert erfolgreich eine Ruder-ähnliche Bewegung namens Wriggen und erreicht eine Geschwindigkeit von 0,2 Körperlängen pro Sekunde laut den Forschern Papier für die 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation.

Weiche sensing

Die Krake hochgradig verteilten Körperbeherrschung aufgefordert Forschende der Universität Zürich in der Schweiz, und Kyoto-Universität in Japan, zu erstellen und einen Sensor-beladenen Silikon-Arm zu studieren. Die Sensoren erkennen die Armhaltung, wie es dreht, so dass die Forscher verfolgen und analysieren die Dynamik im Spiel.

Kraftentlastung Materialien sind in der Regel schwer zu kontrollieren, so dass die Wissenschaftler hoffen, dass ihre Berechnungen zu mehr intelligente Soft-Roboter Schnittstellen führen werden.

"Viele Lebewesen haben sehr weiche Körper und die Krake dient als Extremfall", sagte Kohei Nakajima, Assistant Professor an der Universität Kyoto in Hakubi Center for Advanced Research, der auf dem Arm arbeitet. "Deshalb sind viele Forscher, vor allem aus Muskelmodelle Robotik interessieren."

Tragbare Roboterarme

Den letzten Prototyp für tragbare Roboterarme kann Spider Man Superschurken Doctor Octopus ähneln, aber das Gerät, erstellt von einem Team von MITS d'Arbeloff Labor, mit guten Absichten erstellt wurde.

Den Menschen zusätzliche Arme könnten eines Tages helfen Verletzungen für Arbeitnehmer, die sich wiederholende, schwierige Aufgaben zu erfüllen. Das Labor konzeptionelle Bilder zeigen, dass diese "überzähligen robotischen Gliedmaßen" oder SRLs, auf den Schultern oder an der Taille befestigt. Bei Tests in diesem Sommer demonstriert ein Schulter montiert Prototyp wie die Arme tatsächliche Armbewegungen des Trägers nachahmen können.

Marine operations

Die PoseiDRONE ist ein Spin-off aus dem Europäischen Octopus Integration Projekt, das neuartige Design-Prinzipien und Tech für nächste Generation weichen Roboter basierend auf das Verhalten und die Eigenschaften des Kraken bearbeitet.

Cecilia Laschi und ihre Kollegen arbeiten daran, einen neuen Roboter hergestellt aus bis zu 90 Prozent weichen Materialien, die rauhe Bedingungen unter Wasser überleben können, dabei riskante Arbeit bauen. Das Ziel ist für den PoseiDRONE-Roboter zum Schwimmen, kriechen und Werkzeuge unter Wasser zu manipulieren.

In der Zukunft weichen Roboter wie dieser könnte solche Aufgaben als Unterwasser Wartung auf Offshore-Windkraftanlagen, oder sie könnten mit Ölbohrungen Operationen unterstützen. Ein aktualisierte Prototyp wird nun getestet.

Weiche Endoskop

Ein weiteres europäisches Krake Projekt Spin-off, die Laschi und ihr Team gestartet ist das steif-FLOP-Projekt konzentrierte sich auf kognitive Systeme und Robotik für chirurgische Eingriffe. Das Projekt zielt auf eine weiche, flexible Endoskop für minimal-invasive Chirurgie. Bisher ist das Design Inspiration von Elefanten Trunks und Oktopus Arme Zeichnung.

Laschi sagte ihr Labor verwendet, um live Kraken zur Messung und Beobachtung des Endoskops und andere Projekte zu informieren. Dadurch konnten die Forscher die Tiere besser kennenlernen. "sie sind unerwartet interaktiv mit den Menschen", sagte sie. "Eindrucksvoll, zeigten alle unsere Tiere ziemlich unterschiedliche Verhaltensweisen und Einstellungen, von der anderen."

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