דוגמנות מצביעה על הדרך לרובוטים הפועלים במהירות

עדכון: 6 באוגוסט 2023

דוגמנות מצביעה על הדרך לרובוטים הפועלים במהירותכבר היה ידוע שלברדלסים רצים עם הליכה דוהרת ובאופן יוצא דופן יש להם שתי תקופות ממושכות במחזור כשהם נוסעים בליסטית מהקרקע - אחד עם גפיים קדמיות ואחוריות תחובות מתחת לגוף ('מעוף אסוף', לאחר הרמת גפיים) ואחת עם גפיים נמתחות לפנים ומאחור ('טיסה מורחבת', לאחר הרמת איבר אחורי).

"מתוכם, טיסה ממושכת היא זו שמאפשרת לצ'יטות להאיץ למהירויות גבוהות, והיא תלויה בכוחות התגובה הקרקעיים העומדים בתנאים ספציפיים. במקרה של סוסים, הטיסה הממושכת נעדרת", על פי מכון Nagoya טכנולוגיה.

ידוע גם כי מדובר בכיפוף עמוד שדרה ניכר, כאשר הוא כפוף לכיוונים מנוגדים במשך שתי תקופות הטיסה.

עם זאת, "בשל דינמיקה כה מורכבת והיברידית, תצפיות יכולות רק להביא אותנו עד כדי כך לפענח את המנגנונים העומדים בבסיס הדינמיקה הפועלת של בעלי חיים", אמר חוקר נגויה טומויה קמימורה.

ברצוננו להבין את הדינמיקה, הצליחו קמימורה ועמיתיו ליצור מודל מכני פשוט להפליא המבוסס על תנועה אנכית ועמוד השדרה, אשר נראה כמסביר כיצד ברדלסים דוהרים.

המודל הדו-ממדי כולל כוחות תגובה קרקעיים ו'ברדלדל 'הבנוי משני גופים נוקשים המונפים וקפצו זה לזה לעמוד השדרה, ושני מוטות חסרי מסה לרגליים הקדמיות הזוגיות והרגליים האחוריות. מציר השדרה החלקים הקדמיים והאחוריים הם סימטריים.

פתרון משוואות תנועה עבור המודל ייצר שישה פתרונות תקופתיים אפשריים: שניים מהם כוללים גם טיסה מורחבת וגם אסופה, וארבעה רק עם זה או אחר.

פתרונות מודל הניבו שני קריטריונים קבועים לסוג הטיסה: המיקום וגודל כוח התגובה הקרקעית לגוף הצ'יטה

מבין השניים, לאחד מהם היה קשר עם הגפיים הקדמיות והאחוריות באותו הסדר כמו צ'יטה אמיתית, והדינמיקה שלה בהשוואה למדידות של בעלי חיים אמיתיים - ונראה שאחד מארבעת המושלכים תואם לסוסים דוהרים.

"בעוד שהמנגנון העומד בבסיס ההבדל בסוגי טיסה בין מיני בעלי חיים עדיין לא ברור, ממצאינו מרחיבים את ההבנה של המנגנונים הדינמיים העומדים בבסיס תנועה מהירה בצ'יטות", אמר קמימורה. "יתר על כן, ניתן ליישם אותם בעתיד על מכני ותכנון בקרה של רובוטים רגליים."

העבודה מתוארת ב'קביעות דינמיות המאפשרות שני סוגים שונים של מעוף בדהירה של צ'יטה כדי לשפר את המהירות באמצעות תנועת עמוד השדרה 'בדוחות מדעיים.

נייר כתוב בבהירות זמין במלואו ללא תשלום. עבור נוטים פחות מתמטיים, גלול מעבר לאמצע אל 'סוגי טיסה שונים מאפשרים תנועה מהירה' לקראת הסוף, ולמסקנות.