"Det er sådan, de giver dig. De er under den forbandede jord!" Sådan siger Val McKee, den lejede hånd, der blev spillet af Kevin Bacon i 1990'ernes klassiske komedie-væsen, Rystelser. McKee henviser til Graboids, en hvirvelløse art af monstrøse kæmpeorme, som rejser under jorden og skubber snavs til side, mens de graver.
Indhold
- Sandormvine graver
- Gravende slangerobotter på månen
Folkene på University of California, Santa Barbara og Georgia Institute of Technology har arbejdet på en robot, der ikke er en million miles fra Graboids. Selvom den i øjeblikket er meget mindre og langt mindre tilbøjelig til at gumle på intetanende kvæg og mennesker, det er ikke desto mindre en tunnelerende, slange-inspireret kreation, der er i stand til at grave sig gennem jord eller blødt sand. Og måske, hævder dets skabere, endda en dag overfladeregolitten fundet på andre planeter. Er dette fremtiden for rumrovere, der endnu ikke kommer?
Anbefalede videoer
"Vi har udviklet en type graverobot, der tager en ny tilgang til gravning ved at forsøge at reducere modstandskræfter i stedet for at bekæmpe dem."
Nicholas Naclerio, en uddannet maskiningeniørstuderende forsker ved UC Santa Barbara, fortalte Digital Trends. "De tre principper [der] gør det muligt for den er spidsforlængelse for at eliminere træk langs dens sider, luftfluidisering til reducere modstandskraften af granulære medier og asymmetri for at kontrollere løftekræfter produceret i vandret graver."Robotgravning med spidsforlængelse og granulær fluidisering
Sandormvine graver
Robotten i sig selv er overraskende lavteknologisk. Dens krop er lavet af et lufttæt, ripstop nylonstof. Et nylonrør tilfører luft til dens spids, som sprænger partiklerne foran den til side for at rydde en sti, mens den bevæger sig under jorden. En kulfiberfletning tilføjer vridningsstivhed, mens en teflonskede reducerer friktionen. Robottens bevægelse er pneumatisk drevet af trykluft eller nitrogen, så den kan bevæge sig under overfladen.
Naclerio sagde, at han ikke var bekendt med Rystelser Graboids (selv om Sandorme af Dune er en anden historie.) Selvom robotten bestemt var naturinspireret, var den tilsyneladende slet ikke baseret på orme eller slanger.
"Vores robot er direkte inspireret af planterødder, som vokser fra deres spidser for at strække sig dybt ned i jorden," sagde Naclerio. "Ved at strække sig ud fra spidsen undgår robotten friktion langs dens sider og kan dreje i alle retninger. Vi hentede også inspiration fra den sydlige sandblæksprutte, som udstøder en vandstråle for at hjælpe med at grave ned i havbunden. Vores robot blæser luft fra dens spids for at fluidisere sandet nær dens spids, hvilket reducerer den kraft, den skal bruge for at grave ned i jorden. Til sidst brugte vi en asymmetrisk luftstrømsretning og en vinklet kile i spidsen af robotten for at hjælpe med at kontrollere løftekræfterne. Dette var inspireret af sandfiskfirbenet, som bruger sit kileformede hoved til at hjælpe den med at grave sig ned i sand."
Dette unikke design hjalp teamet med at overvinde "løftningsudfordringen" ved vandret gravning. "Da vi første gang prøvede at grave vandret, dukkede vores robot altid op," sagde han. "Det viser sig, at et symmetrisk objekt, der bevæger sig vandret gennem et granulært medie, oplever løft, fordi det er lettere at skubbe materiale op og af vejen, end det er at komprimere det ned. Vi løste dette ved at blæse luft lige ned for at reducere styrkegradienten, der forårsager løft, og ved at tilføje [kilen] til spidsen af robotten."
Gravende slangerobotter på månen
Så hvilke applikationer kunne denne gravende slange/vin-robot så have? Og endnu vigtigere, kunne det skaleres op til at fortrænge store mængder sand eller jord? "Vi mener, at principperne præsenteret i dette papir kan bruges til at udvide mulighederne for konventionelle gravemetoder, især i vandret og styrbar gravning," sagde Naclerio.
For så vidt angår use-cases, kan de mere fodgængere terrestriske omfatte diverse grøftegraveaktiviteter. "En af de tidligste visioner, vi havde for dette projekt, er, at robotten ville grave ned, under og op på anden side af en indkørsel for at installere en kunstvandings- eller kommunikationsledning uden at skulle grave en rende,” Naclerio sagde. "Andre applikationer inkluderer eftersøgning og redning, installation af geotermisk sløjfe, kornmagasininspektion og mere."
Det er det "mere", der ligger ikke-påtrængende ved slutningen af kornmagasininspektionen, der giver den mest overbevisende (og science fiction) brugssag af dem alle. "Vi mener, at robotten er særligt velegnet til tørre, udenjordiske miljøer med lav tyngdekraft, hvor reaktive kræfter kan være svære at producere," fortsatte Naclerio. "Eksempler på anvendelser inkluderer placering af termiske sensorer på Mars, vulkansk tunneludforskning på månen, asteroideprøvetagning eller forankring og granulær isudforskning på Enceladus, en Saturns måne."
Ideen med at bruge denne teknik til at udforske miljøer med lav tyngdekraft i rummet lyder måske langt ude. Holdet samarbejder dog i øjeblikket om et projekt med NASA for at dække nogle af disse nøjagtige applikationer. Hvem ved: Måske er ormerobotter i rummet ikke helt så skøre, som det lyder!
Et papir, der beskriver arbejdet var for nylig offentliggjort i tidsskriftet Science Robotics.
Redaktørens anbefalinger
- Mød den skiftende pitching-robot, der perfekt kan efterligne ethvert menneskeligt kast
- Reparationsrobot svømmer gennem olierørledninger og svejser revner - uden at eksplodere
- Ballie er en rullende robot fra Samsung, der kan hjælpe omkring det smarte hjem
- Bop den, drej den, træk den, tag fat i den: MIT robothånd kan nemt opfange genstande
- MITs slangerobot er designet til at kravle gennem blodkar i hjernen
