來自茨城大學研究生院、旭川醫科大學和大阪大學研究生院的研究小組使用直接測量和影像分析來闡明水黽在水面上移動時的腿部力量。希望利用水黽腿部的防水功能,開發出能夠在水面上移動的超小型機器人。
水黽在水面上平穩地移動。在開發模仿表面微觀特徵的高防水功能工業產品、在水面上移動的超小型機器人以及闡明獲得防水功能的進化機制方面正在取得進展。使用影像分析和推進力來測量水黽用腿撞擊水面的力的傳統方法由於計算錯誤且未考慮運動過程中的能量損失而並不準確。也有報導稱,從整個身體的推進力中得出腿部力量,但單條腿的力量並未直接測量,這可能會導致不準確。
因此,研究小組建立了一個可以直接測量水黽單腳力量的系統。連接感測器的探針需要高度防水功能,是從水黽的腿上切下來使用的,因此不會再被水面纏住。還使用高速攝影機和影像分析進行間接測量,以從加速度中得出腿部力。
因此,中腿中心(股骨和脛骨之間)的腿部力約為2.17毫牛頓,根據力矩原理計算,水黽腿尖處的腿部力(水螅+前足)韌帶)為 0.96 毫牛頓.Ta。另一方面,影像分析顯示水黽中腿的腿部力量約為0.49毫牛頓,這表明影像分析可能由於能量損失而被低估。
未來,課題組將把測量值納入課題組提出的水黽防水模型中,嘗試發展詳細的防水理論,旨在為高性能應用產品的開發做出貢獻。