16:05 2023-10-03
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cercetările demonstrează puterea ritmului ca element de design în evoluție și robotică
_ Cercetările demonstrează puterea ritmului ca element de design în evoluție și robotică
Pe măsură ce internetul se umple rapid de videoclipuri virale cu roboți futuriști care se învârtesc și se întrec ca animalele pe care au fost făcuți pentru a le imita, cercetătorii Duke spun că există o element al programării mișcării lor care nu trebuie trecut cu vederea: ritmul.
Atunci când se analizează picioarele, aripile și aripioarele pentru mișcarea roboților sau animalelor în lumea reală, matematica pare destul de simplă. Membrele cu secțiuni multiple de lungimi diferite creează rapoarte diferite pentru efect de pârghie, corpurile cu forme și dimensiuni alternative creează coeficienți de rezistență și centre de masă, iar picioarele, aripile sau aripioarele de diferite forme și dimensiuni împing asupra lumii din jurul lor.
Toate aceste opțiuni creează mai multe grade de libertate în designul final. Dar până acum, spun cercetătorii, nimeni nu a acordat prea multă atenție momentului în care lucrează toți împreună.
„Minimizarea cantității de muncă efectuată prin variarea vitezei asupra motorului este o idee. asta există de mult timp”, a spus Adrian Bejan, J.A. Jones profesor distins de inginerie mecanică la Duke. „Dar variarea ritmului acelei mișcări – muzica modului în care piesele se mișcă împreună în timp – este un aspect de design care a fost trecut cu vederea, chiar dacă poate îmbunătăți performanța.”
Raționamentul și matematica care explorează acest lucru. teza a fost publicată în Scientific Reports.
Pentru a-și ilustra punctul în lucrare, Bejan indică înotătorii naturali, cum ar fi broaștele sau oamenii care fac brasa. Poarta lor de înot este caracterizată de trei intervale de timp: o perioadă lentă de întindere înainte, o perioadă rapidă de împingere înapoi și o perioadă statică de deplasare. Pentru o performanță optimă, perioadele de timp pentru acele intervale sunt de obicei lungi, rapid, lungi. Dar în anumite situații – depășirea sau depășirea unui prădător, de exemplu – raporturile acelor perioade se schimbă drastic.
În proiectarea roboților construiți pentru a emula câini, pești sau păsări, încorporând ritmuri diferite în croazieră standard. mișcările pot face operațiunile lor normale mai eficiente. Și acele ritmuri optime vor afecta, la rândul lor, alegerile făcute pentru toate celelalte piese ale designului general.
Lucrarea se bazează pe cercetările publicate de Bejan cu aproape 20 de ani în urmă, unde a demonstrat că dimensiunea și viteza. merge mână în mână în întregul regn animal, fie pe uscat, în aer sau sub apă. Fizica care stă la baza acestei lucrări s-a ocupat de greutatea care cade înainte de la înălțimea unui anumit animal, iar și iar. În această lucrare, Bejan arată că munca sa anterioară a fost incompletă și că toate animalele, roboții și alte lucruri în mișcare își pot optimiza și mai mult mecanica prin adăugarea unui element de ritm.
„Puteți – și într-adevăr ar trebui să — învățați ritmurile mișcărilor înotătorilor și alergătorilor competitivi care caută un avantaj”, a spus Bejan. „Ritmul crește numărul de butoane pe care le poți roti atunci când încerci să te miști prin lume. Este încă un exemplu al modului în care designul bun – indiferent dacă este făcut de oameni sau prin evoluția naturală – este cu adevărat o formă de artă.”
Comentarii:
Adauga Comentariu