Science >> Wetenschap >  >> Geologie

Slangen en slangachtige robots laten zien hoe sidewinders zandhellingen veroveren

Slangen en slangachtige robots laten zien hoe sidewinders zandhellingen veroveren

>Slangen hebben een opmerkelijke verscheidenheid aan manieren ontwikkeld om zich over verschillende terreinen te verplaatsen. Een van de meest opvallende is de zijwaartse gang, die door woestijnratelslangen (Crotalus cerastes) wordt gebruikt om losse, zanderige hellingen te doorkruisen. Deze unieke manier van voortbewegen omvat een zijdelingse golvende beweging die de slang naar voren stuwt terwijl de hoeveelheid energie die hij verbruikt wordt geminimaliseerd.

>Zijwinding is uitgebreid bestudeerd bij zowel slangen als slangachtige robots, en heeft inzichten opgeleverd in de mechanica en energetische aspecten van deze voortbewegingsstrategie. Onderzoekers hebben ontdekt dat zijwinding het meest efficiënt is op hellingen van ongeveer 30 graden, en dat slangen hierdoor tot 2,5 keer sneller kunnen reizen dan op vlakke oppervlakken.

>De sleutel tot zijwinding is de manier waarop het lichaam van de slang de grond raakt. Wanneer de slang naar voren beweegt, vormt zijn lichaam een ​​reeks S-vormige rondingen, waarbij de voor- en achterkant van het lichaam in contact komen met de grond en het midden van het lichaam van de grond komt. Terwijl de slang beweegt, genereert hij stuwkracht door zich met zijn voor- en achterspiralen tegen de grond af te zetten, terwijl het verhoogde middengedeelte van het lichaam als draaipunt fungeert.

>Door deze golvende beweging kan de slang vooruit bewegen terwijl hij het grootste deel van zijn lichaam van de grond houdt, waardoor de weerstand wordt verminderd en energie kan worden bespaard. Bovendien helpt de zijwaartse gang om het gewicht van de slang gelijkmatig over zijn lichaam te verdelen, wat helpt voorkomen dat hij in het zand wegzakt.

>Er zijn slangachtige robots ontwikkeld die de zijwaartse gang nabootsen, en deze robots hebben vergelijkbare voordelen laten zien in termen van efficiëntie en snelheid op zandhellingen. Deze robots zijn voor verschillende doeleinden gebruikt, waaronder zoek- en reddingsoperaties, militaire verkenningen en planetaire verkenning.

>De studie van zijwinding bij slangen en slangachtige robots heeft inzicht gegeven in de mechanica en energie van deze unieke voortbewegingsstrategie. Deze kennis is toegepast bij de ontwikkeling van nieuwe technologieën die met verhoogde efficiëntie en snelheid door uitdagende terreinen, zoals zandhellingen, kunnen navigeren.