바퀴벌레는 속도를 높일 때 기어를 이동시킵니다-생물학에서
곤충과 그 친척은 많은 육상 생태계에서 동물 군 바이오 매스의 주요 부분을 제공합니다. 그들은 인간의 작업과 생활 장소를 포함하여 거의 모든 환경을 채울 때 우리는 항상 자신의 회사에 직면하고 있습니다. 그들은 크리프 우리와 같은 척추 동물처럼 관절 다리에 대한 스커틀하지만 그러나,절지 동물의 신체 계획은 우리에서 엄청난 일탈.
그들의 전형적으로 뻗은 자세와 이 생물들의 이동 방식에 상당한 영향을 미치는 많은 수의 걷는 다리만을 취합시다. 결과적으로 그들은 높은 정적 안정성을 제공하는 실행 속도의 넓은 범위에 걸쳐 지상에 항상 두 개 이상의 다리를 가지고있다. 이러한 기능은 어느 날 견고하고 위험한 지형에서 휠 구동 장치를 능가 할 다리가있는 기계를 만드는 것을 목표로하는 엔지니어의 관심을 끌고 있습니다.
그것은 일반적인 지식,척추 동물에 대 한 걸음 걸이 변경 지상 조건 및 실행 속도의 넓은 범위에 허용 가능한 에너지 지출을 가능 하 게 하는 운동의 고유한 기능입니다. 따라서 남성과 같은 두발 동물과 말과 국내 개와 같은 정서적으로 가장 가까운 동료 생물과 같은 네발 동물에서 다른 걸음 걸이가 잘 묘사되고 분석됩니다. 이러한 보행 변화는 주로 신체 역학의 변화,즉 운동 에너지가 아킬레스 건 또는 발의 아치와 같은 탄성 구조에 일시적으로 저장되고 다음 보폭을 위해 회복되는지 여부 및 방법.
빠른 달리기 곤충의 경우,생태 학적 중요성과 기술적 구현을위한 생물학적 모델으로서의 역할에도 불구하고,우리는 걸음 걸이 변화와 그들의 달리기 능력에 대한 미끄러짐의 영향에 초점을 맞춘 첫 번째 연구입니다. 이를 위해 우리는 바닥에 정의 된 크기의 사포로 줄 지어있는 좁은 통로를 통해 바퀴벌레를 쏘고 고속 카메라로 달리기를 비디오 테이프로 녹화했습니다.
우리의 실험적인 접근 방식으로 우리는 빠른 실행 곤충 그들의 다리 조정 패턴 및 그들의 신체 역학을 조정 하 여 중간 속도로 그들의 걸음 걸이를 적응 하는 것을 입증할 수 있었다. 그것을 똑바로 세우기 위해,동물들은 중간 속도로 엄격하게 교대로 다리 세트를 가진 트로트 나 포에 타 느린(보조 파일 2)의 다중 다리 동등한 것으로부터 높은 주행 속도에서 다 다리 버전의 티 나 포에 타 빠른(보조 파일 1)으로 전환했습니다. 트로트는 동물의 몸의 반복적 인 위아래로 움직이는 것이 특징이지만,티 트트 트는 아이슬란드 말이 유명하고 특히 부드러운 타기를 가능하게하는 걸음 걸이입니다.
초당 최대 15 보폭으로 달리는 곤충의 경우 보행 이동은 시선의 안정화를 초래할 수 있으며,그렇지 않으면 각 단계마다 진동하여 시력이 심각하게 흐려질 수 있습니다.
우리는 조정 된 다리 조율이 동물의 움직임을 안정시키는 메커니즘의 변화와 동기화된다는 사실에 특히 놀랐다. 따라서,고속 및 미 끄 러운 표면에 수정 된 걸음 걸이 동적 안정화 정적에서 변화를 동반 했다. 이 교대는 동시에 고에너지 효율성을 달성하는 하는 동안 동의를 통제하는 중앙 신경 조직의 필요를 극소화합니다.
따라서 로봇 다리의 조정 패턴을 빠르게 달리는 바퀴벌레에 적용하면 폴리 페달 로봇이 에너지를보다 효율적으로 연소 할 수 있으므로 열악한 환경에서의 지구력을 높일 수 있습니다. 우리는 우리의 연구는 단지 에너지 소비와 탐의 부드러움도 관련 기준 인 경우 속도를 높이기 위해 보폭 주파수를 증가하는 것만으로는 충분하지 않습니다 엔지니어를 설득하는 데 도움이 될 수 있기를 바랍니다.
