Công Nghệ

Thiết bị nhảy cao hơn mọi máy móc và sinh vật sống

Châu mỹCác nhà khoa học đã chế tạo ra thiết bị cao chưa đầy 30 cm và nặng chỉ khoảng 30 gam nhưng có thể nhảy xa hơn 30 mét.

Thiết bị nhảy cao hơn tất cả máy móc và sinh vật sống

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Thiên nhiên Ngày 27/4, giáo sư kỹ thuật Elliot Hawkes tại Đại học California Santa Barbara (Mỹ) và các đồng nghiệp đã trình bày một cách tương đối đơn giản để định lượng và so sánh các “vật thể nhảy” – bao gồm cả sinh vật sống. và máy móc – trên mọi quy mô. Không chỉ vậy, họ còn chế tạo một thiết bị nhảy cao kỷ lục.

“Chúng tôi đã tạo ra một thiết bị có thể nhảy xa hơn 30 mét. Theo những gì chúng tôi biết, con số này cao hơn nhiều so với những thiết bị nhảy được thiết kế trước đây và cao hơn cả những thiết bị nhảy sinh học tốt nhất.” , nhóm nghiên cứu viết. Chiếc cầu nhảy của họ cao chưa đến 30 cm và chỉ nặng khoảng 30 g. Nó có thể tự phóng lên không trung 33 m với tốc độ phóng 28 m / giây.

Khởi động thiết bị nhảy lên không trung.  Ảnh: Elliot W. Hawkes

Khởi động thiết bị nhảy lên không trung. Hình ảnh: Elliot W. Hawkes

Các nhà nghiên cứu định nghĩa nhảy là “chuyển động được tạo ra bởi các lực tác động lên mặt đất của vật thể nhảy, trong khi vẫn duy trì một khối lượng không đổi”. Điều này không bao gồm các trường hợp như tên lửa và mũi tên được bắn từ cung.

Nhảy buộc các kỹ sư và các sinh vật đã tiến hóa phải đối mặt với một số hạn chế vật lý cơ bản của việc sản xuất năng lượng. Kỹ sư cơ khí Sarah Bergbreiter cho biết: “Cơ bắp và động cơ không thể tạo ra năng lượng cao cần thiết để người nhảy có thể tự vận động.

Cô giải thích, cả sinh vật và máy móc đều khắc phục được hạn chế này bằng cách sử dụng cơ bắp và động cơ để lưu trữ năng lượng trong các cấu trúc giống như lò xo, sau đó giải phóng tất cả năng lượng cùng một lúc. phương pháp gọi là LaMSA.

Trong quá khứ, các chuyên gia đã nghiên cứu cách một số vận động viên nhảy giỏi nhất của tự nhiên tự đẩy mình lên cao như vậy (ví dụ: Cercopoidea, những loài côn trùng nhỏ bé có thể nhảy xa gấp 100 lần chiều dài cơ thể của chúng), nhưng những nghiên cứu đó vẫn còn hạn chế. Trong nghiên cứu mới, nhóm các nhà khoa học chỉ ra một số vấn đề quan trọng, chẳng hạn, có sự khác biệt lớn giữa động cơ tuyến tính trong cơ thể sống (cơ bắp) và động cơ mà các kỹ sư sử dụng.

Charles Xaio, một nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm của Hawkes cho biết: “Động vật chỉ có thể nhảy với lượng năng lượng được tạo ra trong một lần nảy cơ. Vì vậy, sinh vật bị giới hạn về lượng năng lượng cần thiết để đẩy cơ thể lên khỏi mặt đất và chỉ có thể nhảy cao như vậy.

Tuy nhiên, máy móc có thể tăng sức mạnh của chúng bằng cách sử dụng một động cơ quay để thực hiện nhiều lần nảy, do đó làm tăng lượng năng lượng chúng tích trữ trong lò xo.

“Sự khác biệt giữa sản xuất năng lượng của sinh vật và máy móc” có nghĩa là chúng cần thiết kế rất khác nhau để tối đa hóa độ cao của bước nhảy. Xaio nói.

Dựa trên những thông tin thu được, nhóm nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị nhảy hoàn toàn khác với thiết bị nhảy sinh học: kích thước lò xo so với động cơ của nó lớn hơn động vật gần 100 lần. Ngoài ra, họ cũng chế tạo một mô hình lò xo mới, giúp tối đa hóa việc tích trữ năng lượng trên một đơn vị khối lượng.

Vật thể nhảy mới với khả năng vượt qua giới hạn của thiết kế sinh học đã mở ra tiềm năng đầy hứa hẹn cho robot nhảy. Trong tương lai, chúng có thể đến những nơi mà hiện tại chỉ có robot bay mới có thể tới được. Điều này cũng có những lợi ích ngoài trái đất: Robot nhảy có thể điều hướng hiệu quả trên Mặt trăng hoặc các hành tinh mà không có chướng ngại vật trên bề mặt và đến những nơi mà robot trên mặt đất không thể tiếp cận. gần.

Trên Mặt trăng, lực hấp dẫn chỉ bằng 1/6 trên Trái đất và hầu như không có lực cản của không khí. Do đó, nhóm các nhà khoa học ước tính rằng thiết bị của họ có thể nhảy cao 125 m và nhảy 500 m. Hawkes nhận xét: “Đó sẽ là một bước tiến vượt bậc đối với các vật thể nhảy nhân tạo.

Thu Thao (Dựa theo Kỹ thuật thú vị)

Nguồn: https://vnexpress.net/thiet-bi-nhay-cao-hon-moi-may-moc-va-sinh-vat-song-4456963.html

Tin Tức 7S

Tin tức 7s: Cập nhật tin nóng online Việt Nam và thế giới mới nhất trong ngày, tin nhanh thời sự, chính trị, xã hội hôm nay, tin tức chính thống VN.Cập nhật tin tức 24/7: Giải trí, Thể thao...tại Việt Nam & Thế giới hàng ngày. Thông tin, hình ảnh, video clip HOT cập nhật nhanh & tin cậy nhất.

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Back to top button