Yılanlar, dayanılmaz sıcak çöllerden yemyeşil tropik ormanlara kadar her gün ağaç, kaya ve fundalık gibi çeşitli ortamlarda yaşarlar. Johns Hopkins mühendisleri, bu yılanların nasıl hareket ettiğini inceleyerek büyük adımlarla çevik ve istikrarlı bir şekilde zor alanları tırmanabilen bir yılan robotu yarattılar.
Ekibin Journal of Experimental Biology ve Royal Society Open Science’da yayınlanan yeni bulguları, çetin arazi şartlarında başarılı bir şekilde gezinebilecek arama ve kurtarma robotlarının oluşturulmasını ilerletiyor.
Araştırmacılar; Terradynamics Laboratuvarı’nda, hem çöllerde hem de çam meşe ormanlarında yaşayabilen kral yılanının nasıl tırmandığını inceledi. Li’nin laboratuvarı; robotik, biyoloji ve fizik alanlarını, çok yönlü robotlar inşa etmek için ipuçları ve püf noktaları için hayvan hareketlerini incelemek üzere bir araya getiriyor.
Araştırmacı Li: “Bu yılanlar düzenli olarak kayalar ve düşmüş ağaçlar arasında seyahat etmek zorundalar; onlar hareketin efendileri ve onlardan öğrenebileceğimiz çok şey var.”
Li ve ekibi, yılanların bu engellere karşılık olarak vücutlarını nasıl bükdüklerini gözlemlemek için adım yüksekliğini ve adımların yüzey sürtünmesini değiştiren bir dizi deney yaptılar.
*Yılan robotları bir gün deprem sonrası moloz yığınlarıyla dolu erişilemez arazileri keşfetmemize yardımcı olabilir. Fakat robotlar biyolojik yılanların inanılmaz hareketiyle hiç eşleşebilir mi? Johns Hopkins Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, büyük engelleri önceki tasarımlardan daha iyi geçebilecek bir yılan robotu geliştirerek bu hedefe yaklaşıyorlar. /Patrick Ridgely, Dave Schmelick, Len Turner / Johns Hopkins Üniversitesi İletişim Ofisi/TechXplore
Yılanların vücutlarını üç bölüme ayırdıklarını buldular: Ön ve arka gövdeleri, bir dalga gibi yatay basamaklarda ileri geri hareket ederken, orta gövde bölümleri sabit kaldı; bu şekilde köprü kurarak ilerlemeyi sağlıyor. Dikkat çeken kıvranan bölümler, yılanın devrilmesini önlemek için stabilite sağladılar.
Yılanlar yaklaştıkça ve basamağa doğru ilerledikçe, üç vücut bölümü her vücut segmentinden aşağı doğru ilerledi. Yılanın giderek daha fazla basamağa ulaşmasıyla, ön gövde bölümü uzayacak ve arka bölümü kısalırken orta gövde bölümü kabaca aynı uzunlukta kalacak ve iki adımın üzerinde dikey olarak asılı kalacaktır.
Basamaklar daha uzun ve kayganlaşırsa, yılanlar daha yavaş hareket eder ve stabiliteyi korumak için ön ve arka gövdelerini daha az kıvrılır.
Araştırmacı Qiyuan Fu; videolarını analiz ettikten ve yılanların laboratuvarda nasıl adım attığını belirledikten sonra, hayvanların hareketlerini taklit etmek için bir robot yarattı.
İlk başta, robot yılan; büyük adımlarda sabit kalmakta zorluk çekiyordu ve sık sık sallanıp çevriliyor ya da basamaklara takılıyor. Bu sorunları ele almak için, araştırmacılar her vücut segmentine bir süspansiyon sistemi (arabalarda olduğu gibi) yerleştirdiler. Böylece gerektiğinde yüzeye sıkışabilirler. Bundan sonra, yılan robotu daha az titrek, daha kararlı ve yaklaşık % 100 başarı oranıyla vücut uzunluğunun % 38’i kadar tırmanmıştı.
Diğer çalışmalardaki yılan robotlarıyla karşılaştırıldığında, Li’nin yılan robotu daha hızlı ve biri hariç hepsinden daha kararlıydı ve hatta gerçek yılanın hızını taklit etmeye yaklaştı. Bununla birlikte, eklenen vücut süspansiyon sisteminin bir dezavantajı, robotun daha fazla elektrik kullanmasıydı.
Araştırmacı Li: “Hayvan hala çok daha üstündür, ancak bu sonuçlar büyük engelleri aşabilen robotlar için umut vericidir.”
Daha sonra ekip, yılan robotunu daha karmaşık olmayan 3 boyutlu araziler için daha yapılandırılmamış büyük engellerle test edecek ve geliştirecektir.
