2015. aastast ilmuvad Novaatori uudised Eesti rahvusringhäälingu veebilehe teadusrubriigis ERR Novaator (novaator.err.ee).

Novaator - Video: Kameeleoni keel inspireerib insenere
07.04.2011 14:15

Video: Kameeleoni keel inspireerib insenere

Piret Pappel
Skype:
piret.pappel@ut.ee
Loe kommentaare (0)
Samal teemal (1)
Tagasi
Edasi

G.A. Boulenger/Wikipedia

Foto:

Canoni heaks töötavad insenerid tahavad luua tehaseliinide tarbeks roboteid, mis toimiksid nagu roomaja keel.

Pikka ja liikuvat keelt leidub loomariigis nii kahepaiksete kui roomajate seas. Kameeleoni suust väljalennutatav keel on kõikidest teistest pikem, kiirem ja tugevam. Saagi püüdmisel võib keel pikeneda kuni kuus korda. Inimsilm selle liikumist jälgida jõua, kuna kiirus võib olla üle kümne meetri sekundis ning oma maksimaalpikkuse saavutab keel sekundi murdosa jooksul. Samuti suudab kameeleoni keel üsna hästi funktsioneerida ka madalamatel temperatuuridel, mis on kõigusoojaste loomade puhul üsna erandlik.

Kameeleoni liikuvat keelt võib nimetada ballistiliseks organiks, kuna see liigub suust välja visatuna edasi inertsi mõjul, nagu iga lennutatud keha. Sellise elundi töö põhineb keeleluude ja eriliste lihaste kompleksil, kus musklite abil pingule tõmmatud elastsetes kudedes talletatakse energiat. Keel lendab suust välja nagu vibunöörilt lendu lastud nool, et silmade abil välja valitud saak kiiresti suhu saada.

Kameeleoni keelest sai Canoni heaks töötav uurija Alexis Debray inspiratsiooni tööstusliinide jaoks mõeldud robotiprototüüpide loomiseks. Debray on praeguseks välja töötanud neli erinevat robotit. Igaüks nendest jäljendab ühte kameeleoni keele osa ning neid saab omavahel kombineerida, et luua võimalikult täiuslik "robotkeel", mida tehastes kasutada. Oma loomingut kirjeldab uurija ajakirjas Bioinspiration & Biomimetics ilmunud artiklis.

"Kameeleoni keelt roboti eeskujuna pole varem kasutatud," ütles Debray. "Selline mehhanism lubab liinirobotil kiirendada, kuid jõu rakendamist liikumise ajal pole vaja."

Debray selgitas, et see mida inimesed kameeleoni keele all silmas peavad, on tegelikult terve süsteem, mis koosneb lisaks keelelihastele ka luudest ning voldib end sisaliku suhu kokku nagu lõõtspill.

Kolm faasi

Keele liikumises saab eristada kolme faasi: algusfaas, püüdmine ja suhu tagasi liikumine. Inimese jaoks on see kõik nähtav ühtlase ja ülikiire liikumisena. Kõikidel keele liikumise etappidel on oma kontrollsüsteem. Kui kameeleon on oma saaklooma nägemismeele abil välja valinud, hakkab ta keelt tasakesi suust välja sirutama ja seejärel lükkab kiirendavate lihaste abil selle suust välja. Keele edasiliikumiseks pole enam lisajõudu vaja. Keele tipus olev iminapp haarab saagi tõhusalt kinni. Lõpuks tõmbab keeleluule kinnituv lihas keele koos püütud toiduga ühtlase kiirusega suu poole tagasi.

Ka Debray´robotid kasutavad erinevaid süsteeme eri tüüpi liigutuste tegemiseks. Algusfaasis töötab robotites lihaste asemel magnetpoolidest koosnev niinimetatud mähispüss (coilgun). Lisaks kasutatakse elastomeere või puuvillnööri. Kokkuvoltimise asemel keritakse need poolile. Esemete püüdmiseks kasutavad robotid magneteid. Ühele robotile lisati esialgu ka tiivad, mis lubaks kasutada aerodünaamilisi iseärasusi.

"Seni katsetasime liikumatute tiibadega, kuid tulevikus saab liikuvate tiibade abil kontrollida robotkeele trajektoori. Praegu pole see võimalik," selgitas Debray.

Teadlane filmis oma robotite liikumist ning selle põhjal võib kinnitada, et kameeleoni jäljendajad saavutasid kiiruse kuni 3,8 meetrit sekundis. Samuti suutsid robotid päriskameeleoni kiirenduse ületada enam kui kaks korda.

Alalisvoolumootoriga "keeled" saavutasid samas suurusjärgus pikenemise kui elus sisaliku keel ning suutsid seda varieerida vastavalt sihtmärgi kaugusele.

Debray sõnul on praegused robotid veel väga algelised ning neid ei saa pidada usaldusväärseks. "Tehaseliinidel kasutamiseks peab roboteid veel edasi arendama," ütles ta.

Mudelite täiustamisel on neid võimalik kasutada erinevate ülesannete täitmiseks. Näiteks sensoritega roboteid saaks kasutada liinil olevata toodete info lugemiseks. Keele-tüüpi robotid on lisaks väikesed ja paindlikud, nende omavahel kokku põrkamine ei tekita kahju.

 

EUROFusion 17.12.2014 16:31

Tartu ülikooli füüsikud aitavad Päikese Maale tuua (10)

Füüsika instituut arendab tehnoloogiat, mis lubab jälgida tuumaasünteesireaktori seinte olukorda.

Riverside´i California ülikool 04.12.2014 17:32

Korduvkasutatav paber tõotab kokkuhoidu

Kuidas luua paberit, millele saaks printida erinevat teksti mitukümmend korda?

21.11.2014 09:36

Tartu ülikool täiustab Samsungiga LED-valgusteid

Samsung ja Tartu ülikooli füüsikud ja materjaliteadlased loovad paremaid LED-valgusteid.

21.10.2014 12:00

Fotoonika aabits

Täna tähistatakse Eestis esimest korda rahvusvahelist fotoonikapäeva.

08.10.2014 16:33

Füüsika-Nobeli pälvisid sinise valgusdioodi loojad

Kolme jaapanlase leiutis on kasutusel valgustites, nutiseadmetes ja koduelektroonikas. Kommenteerib Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor Jaak Kikas.

27.06.2014 15:37

Nutiplaaster mõõdab emotsioone (1)

Kas kananahk tuleb ihule hirmust või hoopis hea muusika pärast?

18.06.2014 14:45

Esmalt heli, siis pilt. Nüüd edastab telefon ka lõhnu

Esimene lõhnasõnum liikus eile Pariisis New Yorki.

10.06.2014 18:16

Kiiruskaameratele lisanduvad alkoholiaure püüdvad laserid (5)

Poola teadlaste leiutis tabab teel sõitvatest autodest etanooliaurud.

22.05.2014 16:00

Kuidas tekitada üliveekindlaid pindu? (1)

Mikroskoopiline muster sunnib veetilgad pallina eemale hüppama.

30.04.2014 11:26

Nutitelefoni kiirendusandur reedab omaniku (1)

Mobiiltelefonid suudavad nuhkida, kuid ka nende järel luuramine muutub aina hõlpsamaks.

14.04.2014 13:44

Aasta 2032: maailma tõsiseim mure on joogivesi (1)

Maakeral on puudus puhtast joogiveest. Inimene kujundab keskkonda jõuliselt enda käe järgi ümber. Eesti põlevkivitööstusel seisab ees hääbumine.

27.03.2014 14:21

Kuidas takistada võltsijaid?

Nanohõbedast muster kinnitab toote ehtsust.

13.02.2014 16:24

Termotuumasünteesi uuringud jõudsid uue teetähiseni (3)

USA füüsikud said termotuumareaktsioonist rohkem energiat kui kulus vesiniku süütamiseks.

04.02.2014 16:53

Loodi kõige väiksem LED-lamp

Pisike valgusdiood koosneb ühest molekulist.

30.12.2013 18:11

Mida on võimalik teada saada mobiiltelefoniandmeid analüüsides?

Kõigil on taskus mobiiltelefon, mida kasutades jätame me endast pidevalt jälgi: iga kõne, SMS või internetiühendus jätab andmebaasi märgi.

12.12.2013 10:37

Taevakivist leitud üliväikesed teemandid näitavad nanotehnoloogias uusi võimalusi (1)

Poole sajandi eest Maale kukkunud meteoriit, mis on vanem kui Päikesesüsteem, sisaldab teadaolevalt kõige väiksemaid eriliste kiirgusomadustega teemante.

Tartu ülikool 28.11.2014 18:50

Robotexil saab tasku pista endast tehtud 3D-pildi

Kuidas näed välja sina kolmedimensioonilisel pildil? Otsi Robotexilt üles Tartu ülikooli haridusteadlased ja saa teada!

10.11.2014 09:50

Tartlased ehitasid uudse ekskavaatori (5)

Tartlased said valmis uudse väike-ekskavaatori prototüübi.

09.10.2014 16:47

Nobeli keemiaauhinna said kolm füüsikut (1)

Milleks kõlbab fluorestsentsmikroskoop?

16.09.2014 16:31

Tipptehnoloogilised töökad käed - robot õpib nõusid koristama

Laua koristamine on üks esimesi töid, millega väikelapsed vanemaid abistavad. Kas robotile saab õpetada kruuside ja taldrikute nõudepesumasinasse ladumist?

19.06.2014 15:52

Robot sõidab hääletades läbi Kanada

Üksi rändav masin paneb inimeste usaldusväärsuse proovile.

16.06.2014 17:28

Nanosüsinikust kiip asendab ajukuvamise

Süsiniku nanotorukesed püüavad terahertskiirgust isegi toatemperatuuril.

06.06.2014 15:27

Kus käivad Tallinna venelased? (5)

Nende peamine uudistekanal on Pervõi Baltiskii, nende eelistus europarlamenti oli Yana Toom. Kui Moskvas lööb kell uut aastat, lennutavad nemad Tallinna taevasse esimese suurema ilutulestiku, kuigi Eestis tiksub aeg veel vana aasta numbri sees.

03.05.2014 09:10

Kas grafeen kahjustab keskkonda? (2)

Üliõhukesest süsinikust nanoosakesed püsivad veeringes.

28.04.2014 15:32

Pisimat ajakirja näeb ainult mikroskoobiga

Uudne tehnoloogia lubab terve ajakirja mahutada soolatera suurusele pinnale.

11.04.2014 14:42

Kas päike on aastaks 2032 maa peale toodud? (4)

Piiramatu arvutivõimsus ja termotuumaenergia kasutuselevõtt oleksid võrreldavad muutusega, mille tõi inimkonnale kaasa internet. Aga kas meil õnnestub lahti muukida universumi olemuse üks põhiküsimusi?

20.02.2014 18:53

Videomängija aitab haigustekitajaid avastada

Blu-ray kettad sobivad DNA-kiipide loomiseks.

10.02.2014 10:24

Grafeen juhib elektrit arvatust kümme korda paremini

Erilisel moel toodetud grafeen sobib elektroonikaseademetesse.

02.01.2014 18:57

Ohvri silmad reedavad kurjategija

Pantvangi silmade peegeldusest saab kätte kurikaela näopildi.

16.12.2013 21:05

Haiglaid ähvardab radioaktiivse isotoobi puudus

Radioaktiivsete isotoopide tootmiseks otsitakse uusi viise.

 
Küsi teadlaselt
Teatavasti vee ruumala paisub nii soojenemisel (aurustumisel) kui ka jäätumisel. Oletame, et on üks anum, mis on vett täis ja on purunematu. Mis hakkab juhtuma siis, kui sundida sellel veel jäätuda?
Jaak Kikas, Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor :

See on huvitav küsimus, millele täpse kvantitatiivse vastuse andmine polegi nii lihtne. Üldiselt aga võiks vastata nii: kui paisumisvõimalus puudub,

Loe edasi!
Esita küsimus Kõik
Tartu Ülikool
Idee
Veider teadus