Deze zachte zwemrobot doet de vlinderslag razendsnel

Marysa van den Berg

20-11-2022 10:00:00

Wetenschappers ontwikkelden een zachte zwemrobot die sneller de vlinderslag zwemt dan de wereldrecordhouder op de 50 meter.

Weleens reuzenmanta’s zien zwemmen? Deze majestueuze roggen bezitten indrukkende zwemvleugels die flapperen alsof ze in de lucht vliegen (zie hier een mooi filmpje). Ze vormden voor onderzoekers van de North Carolina State University samen met een haarclip én de menselijke vlinderslag dan ook de inspiratiebron voor supersnelle en wendbare zachte zwemrobots. Zo schrijft het Amerikaanse team in Science Advances.

Lees ook:

Snelheid en scherpe bochten

Zachte robots kunnen erg handig zijn in zee. Ze zijn klein, licht en wendbaar en kunnen daardoor op plaatsen komen waar andere robots vaak niet bij kunnen. Ook zouden de zeedieren minder snel afschrikken. Helaas zijn dit soort robots niet erg snel; ze halen niet meer dan hun eigen lichaamslengte per seconde. Daar lijkt nu verandering in te komen.

Jie Yin en collega’s ontwikkelden twee typen zachte zwemrobots. Een was speciaal gebouwd voor snelheid en zwemt 3,74 lichaamslengten per seconde. Dat is iets sneller dan de wereldrecordhouder op de 50 meter vlinderslag (3,35 lichaamslengte per seconde). De andere robot was ontworpen voor wendbaarheid. Hij haalde maar 1,7 lichaamslengte per seconde, maar kon wel scherpe bochten maken.

Twee stabiele toestanden

Beide soorten zachte robots krijgen hun zwemkracht dankzij de zogenoemde bistabiliteit van de zwemvleugels. Dit betekent dat de vleugels twee stabiele toestanden kennen. Denk aan een kleine haarclip. Zo’n clip is stabiel als je hem niet gebruikt. Wil je hem in je haar steken, dan duw je er tegenaan en klapt hij om naar de tweede stabiele toestand.

Bij de zwemrobot werkt het bijna net zo. De op haarclip geïnspireerde vleugels zitten vast aan het zachte siliconen lichaam. Via kabels wordt lucht gepompt in kleine ruimtes binnen dat lichaam. Door deze extra lucht zwelt het lichaam, en dat is de trigger die de vleugels doen omklappen. Door steeds te pompen en weer leeg te lopen, bewegen de vleugels op een vergelijkbare manier als van een manta. Of de armen van een vlinderslag-zwemmer.

De zachte zwemrobot kan zwemmen dankzij een luchtpompsysteem. De flappende vleugels lijken wel een beetje op de armbewegingen van een vlinderslag-zwemmer. (Foto © Jie Yin/NC State University)

Draadloze zwemrobot?

Andere zachte zwemrobots maken gebruik van motoren om de vleugels te laten bewegen. Maar Yins team koos voor een passieve manier van zwemmen, door middel van lucht. Dat concept maakte het ontwerp simpeler en daardoor kon de robot erg licht worden, namelijk slecht 2,8 gram.

De snelste robot van de twee bezit maar één pomp die beide vleugels bestuurt. Doordat de vleugels niet apart van elkaar kunnen bewegen, is hij niet zo wendbaar. De tweede robot is dat dankzij twee pompjes, een voor elke vleugel, wel.

De onderzoekers spreken van een goede proof-of-concept, maar de twee prototypes hebben nog wel beperkingen. Zo zijn ze afhankelijk van luchttoevoer via kabels. Yin en collega’s werken nu aan draadloze, autonome versies. We zijn benieuwd of die net zo snel en wendbaar zijn!

Uw cookieinstellingen laten het tonen van deze content niet toe. De volgende cookies zijn nodig: Marketing. Wijzig uw instellingen om deze content te zien.

Bronnen: Science Advances, North Carolina State University via EurekAlert!

Beeld: © Jie Yin/NC State University

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE






Meer Filmpjes