Robotachtige snorharen kunnen een gevoel krijgen voor navigatie in het donker

Anonim

Robotachtige snorharen kunnen een gevoel krijgen voor navigatie in het donker

Robotics

Nick Lavars

6 augustus 2015

4 afbeeldingen

Robotachtige snorharen geïnspireerd door die van dieren zoals ratten en zeehonden kunnen helpen bij het navigeren door donkere omgevingen (Credit: Shutterstock)

De snorharen die ratten helpen hun weg te vinden in groezelige riolen hebben een voelsensor geïnspireerd die kan worden gebruikt voor het navigeren door allerlei donkere omstandigheden. Wetenschappers hebben een apparaat ontwikkeld dat in staat is om beelden van verduisterde omgevingen te genereren door zowel de lucht- als vloeistofstroom te bewaken en die zijn weg kan vinden naar biomedische toepassingen.

Onderzoekers van de University of Illinois in Urbana-Champaign en zijn dochteronderneming, het Advanced Digital Sciences Center in Singapore, hebben de sensor gebouwd met superelastische Nitinol-draden en gecoat in plastic rietjes. De snorharen zijn elk ongeveer 15 cm lang en 3 mm dik. Door spanningsmeters aan hun basis te bevestigen en luchtstroming toe te passen met een gewone föhn, kan het systeem de bewegingen van elke afzonderlijke snorhaar volgen.

"We hebben de hoeveelheid buiging gemeten als gevolg van de invallende luchtstroom met de whisker-array vanuit meerdere richtingen om tomografische beelden van de luchtstroom te produceren vergelijkbaar met een CT-scan, " vertelt hoofdonderzoeker Cagdas Tuna aan Gizmag. "We hebben deze experimenten ook herhaald in een open waterkanaal met behulp van een waterpomp om 2D-dwarsdoorsnede-afbeeldingen van de gegenereerde waterstroom te extraheren. "

Er zijn geen aanwijzingen dat knagende dieren zoals ratten en zeehonden zulke beelden in hun hersenen creëren, maar hun borstelharen helpen ze toch om obstakels en ruimtes te doorzoeken. De onderzoekers zeggen dat het door de whisker geïnspireerde systeem in het donker bestaande navigatiemethoden, tracking of detectie kan aanvullen. Deze omvatten meestal radar- of sonartechnologieën om de omgevingen in kaart te brengen, maar moeten nog tactiele signalen opnemen.

We hebben in het verleden onderzoek gezien naar het dierenrijk om ons te helpen onze weg te vinden in het donker. Begin vorig jaar creëerden wetenschappers van Berkeley Lab tactiele sensoren op basis van kattenwhiskers die reageren op een zo lichte druk als een dollarbiljet op een tafel (ongeveer 1 Pa).

De onderzoekers van de Universiteit van Illinois zullen zich nu concentreren op het verbeteren van het beeldvormingsmodel en het systeem kleiner maken om de veelzijdigheid te verbeteren.

"Dit kan zelfs worden gebruikt in biomedische toepassingen, zoals hartchirurgie, " zegt Tuna. "Een dun-muriene kathetertip kan tijdens de operatie worden gebruikt om de relatieve positie in het hart te volgen, waardoor het risico op verwonding of atriale fibrillatie mogelijk wordt verkleind. "

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Bioinspiration and Biomimetics .

Bron: IOP Publishing, University of Illinois in Urbana-Champaign

Robotachtige snorharen geïnspireerd door die van dieren zoals ratten en zeehonden kunnen helpen bij het navigeren door donkere omgevingen (Credit: Shutterstock)

De snorharen zijn elk ongeveer 15 cm lang en 3 mm dik en hebben aan hun basis spanningsmeters bevestigd (Credit: University of Illinois in Urbana-Champaign)

Het team testte ook hun robotachtige snorharen in een open water kanaal (Credit: University of Illinois in Urbana-Champaign)

De wetenschappers bouwden de sensor met behulp van superelastische Nitinol-draden en bedekten deze in plastic rietjes (Credit: University of Illinois in Urbana-Champaign)