Schlange Roboter! Glitschige Maschinen konnte Search and Rescue Bemühungen helfen.

Eine Schlange Fähigkeit, auf rutschigen Sanddünen shimmy begeistern konnten neue Technologien für Roboter, die Such-und Rettungsmissionen, Inspektionen von gefährlichen Abfällen und konnten sogar Pyramiden erkunden.

Eine neue Studie untersuchte die nordamerikanischen Wüste-Wohnung Sidewinder Klapperschlange (Crotalus Cerastes), besser bekannt für seine giftigen Biss als seine anmutigen Bewegungen eine Kreatur. Aber diese Schlange kann auf sandigen Pisten ohne schieben wieder nach unten klettern – ein Kunststück, das einige Schlangenarten erreichen können.

Schlangenartig oder kraftlosen, Roboter sind aus mehreren Gründen interessant für Wissenschaftler. Zunächst einmal bedeutet ihren Mangel an Beinen, Räder oder Schienen sie nicht oft in Furchen stecken oder durch Unebenheiten auf ihrem Weg aufgehalten. Sie könnte auch verwendet werden, um Zugang zu Bereichen, denen anderen Bots nicht zu bekommen oder Orte zu erkunden, die nicht für den Menschen unbedenklich sind. [Biomimetik: 7 clevere Technologien von der Natur inspiriert]

Die Sidewinder-shimmy

Erhalten Sie einen genaueren Blick auf ihre live Studienteilnehmer, die Forscher fuhren zum Zoo von Atlanta, wo sie in der Lage, sechs Sidewinder Klapperschlangen zu prüfen waren. Sie testeten die Schlangen auf einem speziell entwickelten geneigten Tisch mit lose verpackten Sand bedeckt.

Vierundfünfzig Studien wurden durchgeführt, mit jedem der sechs Schlangen glitt die sandigen Tabelle neun Mal, drei Mal jeweils unterschiedlicher Steilheit. Wie die Schlangen ihre Weise herauf die behelfsmäßigen Sanddüne gearbeitet, verfolgt High-Speed-Kameras ihre Bewegungen, Kenntnis nehmend von genau wo ihre Körper in Kontakt mit dem Sand kam wie sie nach oben bewegt.

Die Forscher fanden heraus, dass Sidewinder Schlangen, ihrem Namen gerecht zu werden. Die schlüpfrige Kreaturen zog die sandige Steigung in einer Seitwärtsbewegung mit dem Kopf in Richtung der Spitze der Steigung und der Rest ihres Körpers horizontal bewegen, den Hang hinauf. Die Forscher dann genauer angeschaut wie Sidewinders diese komplexen Bewegungen ausführen.

"Die Schlangen tendenziell erhöhen die Menge des Körpers in Kontakt mit der Oberfläche in jedem Augenblick in der Zeit als sie vorwärtsschlängelnden auf der Piste und der Steigungswinkel erhöht, waren", sagte Daniel Goldman, Co-Autor der Studie und Associate Professor für Biomechanik am Georgia Institute of Technology in Atlanta. Insbesondere die Schlangen ihre Körper berühren den Sand, wenn die Neigung zu navigieren verdoppelt, fügte er hinzu.

Und die Teile der Körper der Schlange, die den Sand während des Aufstiegs, nie wieder den Hang hinunter gerutscht, weil die Kreatur die richtige Menge an Kraft in seinen Bewegungen, halten den Sand unter es Wegrutschen angewendet, Goldman erzählte Leben Wissenschaft berührt wurden.

Schlange-Roboter

Um ihre neu gewonnene Verständnis des vorwärtsschlängelnden für einen guten Zweck zu setzen, nahm Goldman und seine Kollegen Kontakt mit Howie Choset, Professor an der Robotics Institute der Carnegie Mellon University in Pittsburgh. Choset, die kraftlosen Roboter seit Jahren entwickelt, entwickelt bereits einen schlangenartigen Bot das gut führt sowohl im Labor als auch in Situationen des wirklichen Lebens. Jedoch hat seine glitschige Maschine in ein besonderes Problem bei Feldtests laufen.

"Diese Jungs machen schon einen Roboter Sidewind seit Jahren über eine breite Vielfalt von Substraten, aber sie hatten eine Menge Ärger auf sandigen Pisten," sagte Goldman.

Um den Roboter bewegen über Sanddünen zu erhalten, die Forscher angewendet, was sie jetzt wissen, über die vorwärtsschlängelnden-Klapperschlange Bewegungsmuster. Sie programmiert den Roboter so, dass mehr von seinem Körper in Kontakt mit dem Boden kommen würde, da es den Hang hinauf gleitet. Sie galt auch, was sie gelernt hatten über Kraft, wodurch den Roboter sein Gewicht so verschieben, dass es in Bewegung nach oben über den Sand bleibt ohne Walzen wieder den Hang hinunter.

Nun, dass Choset Schlange Roboter über schwieriges Gelände bewegen kann, werde es besser gerüstet sein, die Aufgaben zu bewältigen, die es gebaut wurde, um zu bekämpfen.

"Da diese Roboter einen schmalen Querschnitt haben und sie relativ glatt sind, sie in Orte, die Menschen passen können und Maschinen kann sonst nicht zugreifen," sagte Choset Leben Wissenschaft.

Beispielsweise könnte diese kraftlosen Roboter bei SAR Einsätzen verwendet werden, da die schlüpfrige Maschinen in einer eingestürzten Gebäudes und suchen Menschen, die darin gefangen, ohne zu stören die kompromittierte Struktur kriechen können. Die Schlange Bot konnte auch in Container gesendet werden, die gefährliche Stoffe, wie Atommüll, Proben nehmen und Bericht zu erstatten, Hazmat Spezialisten halten kann.

Choset sagte auch, dass diese Roboter vorwärtsschlängelnden Fähigkeiten auf archäologische Stätten nützlich sein könnte. Zum Beispiel sagte die Roboter eines Tages verwendet werden könnten, die Innenseiten der Pyramiden und Gräber zu erkunden, er.

Die Forschung stellt eine wichtige Zusammenarbeit zwischen Biologen und Robotiker, sagte Auke Ijspeert, Leiter der Biorobotics Labor an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL), wer nicht in der neuen Studie beteiligt war.

"Ich denke, dass es ein sehr aufregendes Projekt ist, das es geschafft, zu den zwei Zielen der Biorobotics beitragen", sagte Ijspeert Leben Wissenschaft.

"Auf der einen Seite nahm sie Inspiration aus der Biologie, bessere Methoden für den Roboter zu entwerfen", sagte Ijspeert. "Indem man wie in einer Schlange, vor allem mit Pisten, vorwärtsschlängelnden stattfindet fanden sie die Strategie, dass das Tier verwendet und wenn sie es auf dem Roboter getestet, es könnte wirklich die kletternden Fähigkeiten des Roboters verbessern."

Die Forscher auch das zweite Ziel Biorobotics, erreicht, sagte er, soll einen Roboter als ein wissenschaftliches Instrument zu verwenden. Testen Sie die unterschiedlichen Geschwindigkeiten, bei denen die Roboter-Schlange erfolgreich den Sand klettern konnte, konnten die Forscher lokalisieren, genau wie schnell echte Schlangen ihren Weg auf diese rutschige Hänge machen.

"Es ist ein schönes Beispiel wie Roboter in der Biologie helfen können und wie die Biologie in der Robotik helfen kann."

Die Studie wurde online veröffentlicht heute (9. Oktober) in der Fachzeitschrift Science.

Folgen Sie Elizabeth Palermo @ techEpalermo . Folgen Sie Live Science @livescience , Facebook & Google + .