跳出水面的水生动物启发了跳跃式机器人

有没有看过水生动物跳出水面，想知道他们如何以这种流线型优美的方式做到这一点?一群专门研究自然界中的水的进入和离开的研究人员也遇到了同样的问题，他们正在探索动物成功跃出水面所需的特定身体条件。

在将于11月18日至20日在佐治亚州亚特兰大举行的佐治亚州世界会议中心举行的物理学会流体动力学分会第71届年会期间，康奈尔大学生物学与环境工程副教授Sunghwan Jung和一位他的学生Brian Chang将展示他们的工作，设计一种受跳跃的pe足动物(微小的甲壳类动物)和青蛙启发的机器人系统，以阐明水生动物跳跃时所产生的某些流体动力学。

荣格说：“我们收集了从水上跳下来的大小不同(从1毫米到几十米不等)的水生动物的数据，并且能够揭示它们的最大跳跃高度与它们的体型之间的关系，” Jung说。

在自然界中，动物经常出于各种目的而进出水中，包括逃避食肉动物，捕捉猎物或进行交流。“但是，由于水的密度是空气的1,000倍，因此进入或排出水需要付出很多努力，因此水生动物面临着机械挑战，” Jung说。

当一个物体(如海豚或a足类动物)在水中跳跃时，就会向其中添加质量(称为“夹带的水质量”)。这种夹带的水团被合并并从水生动物体内流走。该小组发现，夹带的水质量很重要，因为它限制了动物的最大跳跃高度。

荣格说：“我们正在试图了解生物系统如何能够聪明地找出并克服这些挑战，以最大限度地发挥其性能，这也可能有助于工程系统进入或退出空气-水界面。”

大多数水生动物都经过简化，限制了夹带的水团的作用，因此水很容易从其体内滑落。“这就是为什么他们有如此出色的跳投的原因，”荣格说。“但是当我们制造和测试类似于跳跃动物的机器人系统时，它跳得不及动物。为什么?我们的机器人没有那么流线型，并携带了很多水。想象一下从游泳池出来穿着湿外套–由于水重，您可能无法走路。”