Дизайн робота основан на гавайской яблочной улитке (Pomacea canaliculate), обычной аквариумной улитке, которая использует волнообразные движения лапки для управления потоком воды на поверхности и всасывания плавающих частиц пищи.
Вложение | Размер |
---|---|
vdohnovlennye_malenkoi_i_medlitelnoi_ulitkoi.docx | 16.08 КБ |
Вдохновленные маленькой и медлительной улиткой, ученые разработали прототип робота, который однажды сможет собирать микропластики с поверхности океанов, морей и озер.
Дизайн робота основан на гавайской яблочной улитке (Pomacea canaliculate), обычной аквариумной улитке, которая использует волнообразные движения лапки для управления потоком воды на поверхности и всасывания плавающих частиц пищи.
В настоящее время устройства для сбора пластика в основном используют сетки или конвейерные ленты для сбора и удаления из воды более крупного пластикового мусора, но им не хватает мелкого помола, необходимого для извлечения микропластиков. Эти крошечные частицы пластика могут попадать в организм и попадать в ткани морских животных, тем самым попадая в пищевую цепочку, где они становятся проблемой для здоровья и потенциально канцерогенны для человека.
"Мы были вдохновлены тем, как эта улитка собирает частицы пищи на границе раздела [воды и воздуха], чтобы разработать устройство, которое, возможно, могло бы собирать микропластики в океане или на поверхности водоема", - сказал Сонгван "Санни" Юнг, профессор кафедры биологической инженерии и охраны окружающей среды Корнельского университета. Юнг - старший автор исследования "Оптимальное откачивание со свободной поверхности волнистым ковром", которое опубликовано в Nature Communications.
Прототип, модифицированный по сравнению с существующим дизайном, необходимо будет увеличить, чтобы использовать в реальных условиях. Исследователи использовали 3D-принтер для создания гибкого ковроподобного полотна, способного к волнообразному движению. Спиральная структура на нижней стороне листа вращается подобно штопору, заставляя ковер колыхаться и создавая бегущую волну на воде.
Анализ движения жидкости был ключом к этому исследованию. "Нам нужно было понять поток жидкости, чтобы охарактеризовать поведение насоса", - сказал Юнг. Система перекачки жидкости, основанная на технологии улитки, открыта для воздуха. Исследователи подсчитали, что подобная замкнутая система, в которой насос находится внутри и использует трубку для всасывания воды и частиц, потребует больших затрат энергии для работы. С другой стороны, открытая система, похожая на улитку, намного эффективнее. Например, прототип, хотя и небольшой, работает всего на 5 вольтах электричества, при этом эффективно всасывая воду, сказал Юнг.
По словам Юнга, из-за веса батареи и двигателя исследователям, возможно, потребуется прикрепить к роботу плавающее устройство, чтобы он не утонул.
Первым автором статьи является Анупам Пандей, бывший научный сотрудник лаборатории Юнга, в настоящее время доцент кафедры машиностроения в Сиракузском университете.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом
Рисуем домики зимой
Император Акбар и Бирбал
Мороз Иванович
Новогодние гирлянды
Девятая загадочная планета Солнечной системы