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哈佛科学家创造微型机器人:模仿螳螂虾的“弹簧铁拳”机制

时间:2023-03-19 10:22:50 科技观察

哈佛科学家造出微型机器人:模仿螳螂虾的“弹簧拳”机构,长期以来一直让生物学家着迷。哈佛大学的科学家们现在已经建立了一种机制来模拟这种类型的攻击,他们认为这可能会给人类技术带来新的能力。为了发出致命的“弹簧拳”,螳螂虾开始在它的两个棒状食草肢体的肌肉中增加压力。在这些肌肉的肌腱内部有两个称为“小骨”的小结构。这两个结构就像一个扣环,最初将“弹簧”肌肉向后拉,但随后允许它们同时释放储存的能量。结果,撇油器向前击打的速度比子弹离开枪口的速度快。然而,研究人员之前注意到的一件事是,在“骨头碎片”释放撇渣器和撇渣器向前移动之间存在轻微的延迟。为了更好地理解这是如何工作的,由罗伯特伍德教授领导的哈佛大学团队建造了一个重??1.5克的“机器人”,它复制了螳螂虾的攻击机制。虽然该设备与螳螂虾的“冲击”速度不完全匹配,但它的移动速度比任何其他同等规模的类似设备都快——它的机械臂达到了每秒26米(85英尺)的速度.).此外,与虾的情况一样,人们发现,当释放相当于“骨片”的机器人时,在手臂向前射击之前会有延迟。通过分析螳螂虾和机器人的超慢动作镜头,科学家们得出结论,在“骨头碎片”被释放后,肌肉本身的结构起到了一种辅助闩锁的作用。这种布置有助于控制撇油器肢体的运动,将它们精确地固定到位,直到它们到达临界点并向前射击。“这个过程控制着储存的弹性能量的释放,实际上增强了系统的机械输出,”研究生EmmaSteinhardt说。“几何锁定过程揭示了生物体如何在这些短时间运动中产生极高的加速度,例如'打孔'。”现在,研究人员希望这种对螳螂虾的新理解有一天可以导致机器人和其他设备功能得到增加。有关该研究的论文最近发表在《美国国家科学院院刊》上,杜克大学的科学家也参与其中。