image: A robotic insect that can jump on water. view more
Credit: [Credit: Seoul National University]
アメンボが水面でジャンプする様子を研究したJe-Sung Kohらは、水面で見事にジャンプできるロボットを作製した。高速カメラを用いてアメンボが水面に着水する様子を観察した結果、その長い脚が徐々に加速することで、水面が早く退かずに足との接触が保たれることが分かった。著者らは、液体面に浮かんだ柔軟な円筒の理論的モデルを用いて、アメンボの脚が及ぼす最大の力が、水面の張力が耐えられる限界をつねにわずかに下回っていることを発見した。作製したロボットでこのような制御された加速を再現するため、著者らはトルク逆転カタパルト（torque reversal catapult：TRC）メカニズムを用いて、最初は小さなトルクを発生させて徐々に大きくさせながら、決して水面の表面張力より大きくならないようにした。また、高速カメラにより、アメンボが、足が水面を押せる時間を最大にするように脚を内側に引き寄せ、これによって全体の力を最大化していることも示された。この追加の概念もロボットに応用され、見事にジャンプさせるのに役立った。十分に軽い重量、長い脚、そして適切な物理的メカニズムを備えたこれらのロボットは、ヒントを与えてくれた自然の存在、つまりアメンボの動きを効率的に模倣するのである。本稿には、ジャンプするロボットの映像を含む説明のための動画と、Dominic VellaによるPerspectiveが付随している。
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Article #21: "Jumping on water: Surface tension-dominated jumping of water striders and robotic insects," by J.-S. Koh; E. Yang; G.-P. Jung; S.-P. Jung; J.H. Son; S.-I. Lee; P.G. Jablonski; H.-Y. Kim; K.-J. Cho at Seoul National University in Seoul, Korea; J.-S. Koh; R.J. Wood at Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering in Cambridge, MA; J.-S. Koh; R.J. Wood at Harvard University in Cambridge, MA; P.G. Jablonski at Polish Academy of Sciences in Warsaw, Poland.
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