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机器金枪鱼使用可变刚度的尾巴以提高游泳效率

作者: bjrobot 时间:2021-08-23 来源:未知
摘要:机器金枪鱼使用可变刚度的尾巴以提高游泳效率 Benjamin Quinn在弗吉尼亚大学游泳时的放射自显影 考虑到他们天生擅长游泳,鱼的物理结构越来越多地被复制到水下机器人的设计中。科学家们现在发现,通过调整尾巴的刚度,这些机器人可以更有效地游泳。 在真正的

   机器金枪鱼使用可变刚度的尾巴以提高游泳效率


Benjamin Quinn在弗吉尼亚大学游泳时的放射自显影
考虑到他们天生擅长游泳,鱼的物理结构越来越多地被复制到水下机器人的设计中。科学家们现在发现,通过调整尾巴的刚度,这些机器人可以更有效地游泳。
在真正的鱼类中,尾部肌肉可以加强以获得最佳的高速冲刺,或者放松以获得更好的低速巡航和机动性。然而,以鱼为灵感的机器人必须改变——它们的尾巴被设置为一个刚度,这在所有情况下都不理想。
“有一个尾巴僵硬的就像在自行车上有一个齿轮,”弗吉尼亚大学的Dan Quinn教授说。你只能以一种速度工作。这就像骑自行车穿过旧金山骑自行车一样;过了几个街区你就会筋疲力尽。”
不幸的是,很难确定鱼类何时以及是否真的改变了它们的尾巴刚度。奎因与博士后研究员钟强合作,转向流体动力学和生物力学,推导出一个理论模型。简言之,该模型指出,尾部刚度应随着游泳速度的平方而增加。