来自茨城大学研究生院、旭川医科大学和大阪大学研究生院的研究小组使用直接测量和图像分析来阐明水黾在水面上移动时的腿部力量。希望利用水黾腿部的防水功能,开发出能够在水面上移动的超小型机器人。
水黾在水面上平稳地移动。在开发模仿表面微观特征的高防水功能工业产品、在水面上移动的超小型机器人以及阐明获得防水功能的进化机制方面正在取得进展。传统方法利用图像分析和推进力来测量水黾用腿撞击水面的力,但由于计算错误且未考虑运动过程中的能量损失,因此并不准确。也有报道称,从整个身体的推进力中得出腿部力量,但单条腿部的力量并未直接测量,这可能会导致不准确。
因此,研究小组建立了一个可以直接测量水黾单腿力量的系统。连接传感器的探针需要高度防水功能,是从水黾的腿上切下来使用的,因此不会再被水面缠住。还使用高速摄像机和图像分析进行间接测量,以从加速度中得出腿部力。
因此,中腿中心(股骨和胫骨之间)的腿部力约为2.17毫牛顿,根据力矩原理计算,水黾腿尖处的腿部力(水螅+前足)韧带)为 0.96 毫牛顿.Ta。另一方面,图像分析显示水黾中腿的腿部力量约为0.49毫牛顿,这表明图像分析可能由于能量损失而被低估。
未来,课题组将把测量值纳入课题组提出的水黾防水模型中,尝试发展详细的防水理论,旨在为高性能应用产品的开发做出贡献。