تشير النمذجة إلى طريقة تشغيل الروبوتات بسرعة

تحديث: 6 أغسطس 2023

تشير النمذجة إلى طريقة تشغيل الروبوتات بسرعةكان من المعروف بالفعل أن الفهود تتسابق مع مشية سريعة ولديها فترتان طويلتان بشكل غير معتاد في الدورة عندما يسافرون بعيدًا عن الأرض - واحدة بأطراف أمامية وخلفية مطوية تحت الجسم (`` رحلة مجمعة '' ، بعد الإقلاع الأمامي) وواحد بأطرافه ممتدة للأمام والخلف ("طيران ممتد" ، بعد رفع طرفه الخلفي).

"من بين هذه الأشياء، فإن الطيران الممتد هو ما يمكّن الفهود من التسارع إلى سرعات عالية، ويعتمد على قوى رد الفعل الأرضية التي تلبي ظروفًا معينة. وفي حالة الخيول، فإن الرحلة الممتدة غائبة، وفقًا لمعهد ناغويا تكنولوجيا.

ومن المعروف أيضًا أن هناك انثناءًا كبيرًا للعمود الفقري ، مع ثنيه في اتجاهين متعاكسين لفترتي الطيران.

ومع ذلك ، قال تومويا كاميمورا الباحث في ناغويا: "نظرًا لمثل هذه الديناميكيات المعقدة والهجينة ، لا يمكن للملاحظات إلا أن تقودنا حتى الآن إلى كشف الآليات التي تقوم عليها ديناميكيات تشغيل الحيوانات".

رغبًا في فهم الديناميكيات ، تمكن كاميمورا وزملاؤه من إنشاء نموذج ميكانيكي بسيط بشكل ملحوظ يعتمد على الحركة الرأسية والعمود الفقري والذي يبدو أنه يشرح كيفية عمل الفهود.

يحتوي النموذج ثنائي الأبعاد على قوى رد فعل أرضية و'فهد 'مبني من جسمين صلبين مفصليتين ومنتفعتين لبعضهما البعض للعمود الفقري ، وقضبان أقل كتلة للساقين الأمامية والخلفية المقترنة. من مفصل العمود الفقري ، الأجزاء الأمامية والخلفية متناظرة.

أنتج حل معادلات الحركة للنموذج ستة حلول دورية ممكنة: اثنان منها يشتملان على الطيران الممتد والمجمع ، وأربعة مع واحد فقط أو الآخر.

أسفرت الحلول النموذجية عن معيارين محددين لنوع الرحلة: موضع وحجم قوة رد الفعل الأرضية تجاه جسم الفهد

من بين الاثنين ، كان لدى أحدهما اتصال بطرف أمامي وخلفي بنفس ترتيب الفهد الحقيقي ، ودينامياته مقارنة جيدًا بقياسات الحيوانات الواقعية - ويبدو أن أحد الأربعة المهملين يتطابق مع الخيول الراكضة.

قال كاميمورا: "في حين أن الآلية الكامنة وراء هذا الاختلاف في أنواع الرحلات بين أنواع الحيوانات لا تزال غير واضحة ، فإن النتائج التي توصلنا إليها توسع فهم الآليات الديناميكية الكامنة وراء الحركة عالية السرعة في الفهود". "علاوة على ذلك ، يمكن تطبيقها على التصميم الميكانيكي والتحكمي للروبوتات ذات الأرجل في المستقبل."

تم وصف العمل في "المحددات الديناميكية التي تتيح نوعين مختلفين من الطيران في الفهد بالفرس لتعزيز السرعة من خلال حركة العمود الفقري" في التقارير العلمية.

هذه الورقة المكتوبة بوضوح متاحة بالكامل بدون دفع رسوم. بالنسبة إلى الأشخاص الأقل ميلًا للرياضيات ، قم بالتمرير إلى المنتصف إلى "أنواع رحلات مختلفة تتيح الحركة عالية السرعة" باتجاه النهاية ، وإلى الاستنتاجات.