Hailide Kaalud Loo Väikesed Mullivannid Kiireks Ujumiseks

{h1}

Hakumudelid, milles kasutatakse mako-haipüüniseid, näitavad, et nende naha teravad skaalad võivad tekitada mullivannid, mis tõukavad kiskjaid ettepoole, mis võib põhjustada veealuste robotite kunstlikku hai naha.

Uurijad ütlevad, et nende nahkade teravad skaalad muudavad haikade veest lihtsamaks, tekitades mullivannid, mis aitavad neid tõmmata.

Uurijad võivad seda uuringut lõpuks viia kunstlikeks hai nahaks, mis suurendab veealuste robotite ujumist.

Harvardi ülikooli biorobotistid George Lauder ja kraadiõppur Johannes Oeffner lõid lihtsa roboti ja paigutasid naha omaduste uurimiseks selle ümber tõelise hai naha.

Nad avastasid, et hammaste skaalad, mida nimetatakse hammasteks, genereerivad vortexe naha esiosa külgedel, mis aitavad põhiliselt aidata hauku edasi minna. "Läätsed on hästi tuntud putukate ja lindude lendudel," ütles Lauder.

Haid on tuntud vee kiireks lõikamiseks. Teadlased on keskendunud sellele, kuidas haide hambad võivad suurendada ujumise kiirust ja liikuvust. Arvatakse, et haide rohune nahk käitub nagu golfipalli kamm, mis häirib veekihti pinnale, et vähendada selle lohistamist.

Kuid praegused teadmised haip naha eelistest vaevasid Lauderit, kuna see põhines peamiselt haidel naha jäljendusel, mis jäid jäigalt paigale kinni ja pannakse lamedale paberilehele. "Ma tahtsin uurida hai naha funktsiooni, kui see liigub," ütles ta. [Metsakala galerii]

Haid robot

Lauder ja Oeffner hangisid Bostonis kalaturult mitmetest suurtest mako haidest naha ja lihvisid neid jäigale alumiiniumfooliumi tükile. Nad kastasid selle fooliumi veepaaki, koputasid seda robot-aparaadi küljelt küljele, et see "ujuda" ja voolav vesi selle vastu, et see tõukaks. Selleks, et veetorustik oleks vajalik, et sisselaskeseade oleks praktiliselt paigas, võiksid nad kindlaks teha, kui kiiresti robot tegelikult ujub.

Seejärel vaatasid teadlased hoolikalt hambaproteesid välja, et näha, kuidas nahk ilma nendeta toimuda.

"Denticlesi lihvimine oli keeruline ja oli üks keerulisemaid aspekte," tuletas meelde Lauder. "Nende nahka kahjustamata on raske neid lihvida. Iga foolium võttis aega mitu tundi."

Kummaline, et aeglustumise asemel hakkas lihvitud foolium paisuma, mis esimesel pilgul võib arvata, et need kaalud takistavad haid. Harking tagasi oma idee, et haid on paindlikud ja mitte jäigad, siis teadlased liimisid kokku kaks tükki haipuha koos, et luua elastset membraani. Nad leidsid, et paindlikkus oli dramaatiline: toothy, painduvad pinnad olid 12,3 protsenti kiiremini kui lihvitud. [Video hai eksperiment]

Järgmise põlvkonna roboti nahk

Uurijad katsetasid ka kahe hailik-naha jäljendamise ujumissuutlikkust. Üks oli Speedo Fastskin FS II kangas, mille kallakud, kumerad pinnad peaksid vähendama veetavate ujukite kogemust. Teine oli silikoonkummist "riblet" - sellel on teravate servadega membraan. "Ribasid uuritakse aktiivselt, et tuuleturbiini lõiketerasid vähendada, ja ma usun, et üks Ameerika purjetamispaatidest 1987. aastal kasutas laevakereid," ütles Lauder.

Kuigi ribletid parandasid painduva fooliumi ujumise kiirust 7,2 protsendi võrra, ei tundunud Speedo kangal üldse mingit mõju, ehkki selle harjad olid väikesed, ümarad ja väga laiad vahemaid, võrreldes nii haisukestega kui ka teravate servadega ribletidega. (Lauder märkis, et Fastskin ujumisriided kostüümide kallutamine suurendab ujuja jõudlust muul viisil.)

Et selgitada välja, miks hammaste osakesed võivad haipu tõukejõuks parandada, analüüsiti, kuidas hammaste skaalad muutuvad vedeliku voolu ümber keha. Nad paiskusid elastse hailik-nahamembraani vesivanni, mis oli täidetud väikeste õõnsate hõbedaga kaetud osakestega. Kui nad masinat lukustasid, panid nad paaki laserkiirega, mis võimaldas neil näha, kuidas membraan osakesi ja vee keerdumist seadis.

Nad teadsid, et haide nahk mitte ainult ei lase, vaid suurendab tõukejõudu.

"Peamine tulevane suund on kunstliku hai naha tootmine," ütles Lauder. "Kõige tõenäolisemalt kasutatakse esmalt veealuste robotite katmiseks."

Oeffner ja Lauder kirjeldasid oma avastusi 9. veebruaril Eksperimentaalbioloogia ajakirjanduses.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com