sin dejar rastro - La construcción de una máquina para imitar lo que los leones de mar, naturalmente, hacer

profesor GW diseña foreflipper robótico que imita el movimiento de mamífero, con la esperanza de que ayudará innovación mecánica en la comunidad de inteligencia

George Washington UniversityLoading vídeo ...VIDEO: El profesor Megan Leftwich explica cómo ella y su equipo de estudiantes e investigadores están observando leones marinos para hacer un brazo robótico que deja una estela mínima cuando moves.view más

Crédito: The George Washington University

WASHINGTON (10 de agosto, 2015) - A una velocidad máxima de 25 millas por hora, leones marinos puede no ser el mamífero más rápido nadar en el mar. Sin embargo, no tienen rival cuando se trata de sigilo - su firma clap movimiento y deslizamiento flipper los impulsa a través del agua y deja prácticamente ningún paso.

Megan Leftwich, un profesor de la Universidad George Washington de la ingeniería mecánica y aeroespacial, se dio cuenta de esta anomalía durante una visita al Zoológico Nacional Smithsonian con sus hijos en 2013. Mientras que otros mamíferos usan la cola o aletas adicionales para ayudarles a nadar, dejando estelas, leones marinos tirón y efecto sin la ayuda adicional, y sin la estela. El Dr. Leftwich se preguntó cómo lo hicieron y, al ser un ingeniero, se especula si los investigadores podrían replicar el movimiento.

"Los leones marinos nadan con sus aletas delanteras, o aletas delanteras, en lugar de su cola y su movimiento de propulsión es apenas detectable," dijo el Dr. Leftwich. "Lo que estamos tratando de hacer es aplicar este mecanismo a los objetos hechos por el hombre. ¿Podemos construir un vehículo submarino que puede pasar desapercibida?"

Para responder a esta pregunta, el Dr. Leftwich y su equipo grabado en vídeo leones marinos que nadan en el Zoológico Nacional del Smithsonian para capturar el movimiento del marco foreflipper a fotograma y realizar un seguimiento de los puntos en sus "brazos" para describir matemáticamente el movimiento de aleteo. Utilizaron la descripción matemática para diseñar un brazo robótico plástico que imita hombro, codo y muñeca de un león marino.

A continuación, el Dr. Leftwich 3-D escanea y se imprime un foreflipper león marino para cubrir el "brazo" con una versión de silicona de la piel para estudiar el posible efecto de las arrugas y pelos tienen sobre la resistencia al nadar. Estos estudios se realizaron en Ciencia e Ingeniería Hall de GW utilizando técnicas de diagnóstico de flujo para trazar el movimiento del fluido y las fuerzas que le toma a un león marino para mover su foreflipper.

El Dr. Leftwich crónica de su investigación en un artículo publicado el mes pasado en la revista Journal of Aero de Aqua Bio-mecanismos. Su próximo paso es llevar el foreflipper robótico para SLEWTHS (Ciencia, aprendizaje y educación con la ayuda de los leones de mar), un acuario de la enseñanza en California, para probar su experimento directamente con los animales en su hábitat natural.

"Los estudios de observación como estos son el primer paso en un programa de investigación que va a llevar a una profunda comprensión de este paradigma de natación único", dijo el Dr. Leftwich. "Ahora que hemos hecho los estudios preliminares en el Zoológico Nacional, que necesitamos para poner a prueba las teorías que hemos desarrollado en foreflippers en un laboratorio que implican leones marinos con formación científica."

El Dr. Leftwich espera que su investigación podría algún día conducir a proyectos submarinos basados ??en máquinas más grandes, como la búsqueda de naufragios o desarmar bombas submarinas en los vehículos autónomos.

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Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas

Escuela de GW de Ingeniería y Ciencias Aplicadas prepara a ingenieros y científicos de la computación para abordar los desafíos tecnológicos de la sociedad, ofreciendo de grado excepcional, graduados y programas de educación profesional, y facilitando las actividades de investigación innovadoras, básica y aplicada. La escuela cuenta con seis departamentos académicos, 11 centros de investigación, 90 profesores y más de 2.500 estudiantes y graduados. Las áreas núcleo de excelencia incluyen la ingeniería biomédica, la seguridad cibernética, la informática de alto rendimiento y simulación de sistemas de ingeniería, las nanotecnologías, la robótica y la ingeniería de sistemas.