Eine riesige Schatten gleitet unter der Oberfläche des warmen, offenen Meeres. Sie hat eine dunkle Haut, mit riesigen, flügelartigen Flossen, die in sanften Bögen aufsteigen und fallen und sie mit der Anmut eines fliegenden Vogels vorantreiben. Dies ist der Manta-Rochen, einer der faszinierendsten Riesen der Natur und die Inspiration für ROKR’s neuestes mechanisches Meisterwerk.
Der Riesenakrobat des Ozeans
Der Manta-Rochen (Mobula birostris) ist ein sanfter Filtrierer, der bis zu beeindruckenden 7 Metern Spannweite wachsen und über eine Tonne wiegen kann. Er bewohnt die warmen tropischen und subtropischen Gewässer weltweit, wie vor der Pazifikküste Mexikos, Indonesiens und der Karibik. Er “fliegt” durch das Meer, indem er starke Brustflossenmuskeln anspannt, die entlang seines Körpers wellenförmig vibrieren, um seinen Körper gegen das Wasser zu treiben. Diese Schwimmtechnik spart Energie und ermöglicht es ihm, große Distanzen mühelos zurückzulegen, während er präzise durch die Meeresströmungen manövriert.
Sie können von großen Weißen Haien gejagt werden, aber Manta-Rochen können ihre sanfte Bewegung in kraftvolle Schläge verwandeln, die es ihnen ermöglichen, über die Wasseroberfläche zu gleiten oder scharf in tiefere Gewässer mit bemerkenswerter Agilität einzutauchen. Es ist dieses Gleichgewicht von Effizienz, Agilität und Eleganz, das Wissenschaftler und Designer nachahmen möchten und das biomimetische Innovationen in der maritimen Technologie inspiriert.
Der Genius der Biomimikry
Durch Millionen von Jahren der Evolution hat die Natur Lösungen für verschiedene Arten geschaffen, die effizienter, nachhaltiger und anpassungsfähiger an ihre Umgebung sind. Diese natürlichen Designs fordern die Wissenschaft heraus, über mehrere Disziplinen hinweg zu denken, einschließlich Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik, um Technologien zu schaffen, die weniger Ressourcen verbrauchen, die Umweltbelastung minimieren und unter realen Bedingungen besser funktionieren.
Die Verwendung dieses Designkonzepts wird als Biomimikry bezeichnet.
Biomimetik ist die Anwendung von Biomimikry in der Technologie. Im Fall des Manta-Rochens werden Technologien wie Unterwasserfahrzeuge, Antriebssysteme und bio-inspirierte Roboter entwickelt, die sich an den Manövriertechniken des Manta-Rochens orientieren.
Ein Beispiel sind die Forschenden der North Carolina State University, die einen weichen Roboter-Schwimmer geschaffen haben. Dieser Roboter hat Flossenbewegungen, die auf dem Manta-Rochen basieren und eine Rekordgeschwindigkeit von 6,8 Körperlängen pro Sekunde erreicht haben, indem er die Art und Weise nachahmt, wie Manta-Rochen ihre Flossen schlagen, um vertikale und laterale Bewegungen unter Wasser zu erreichen.
Ein weiteres Beispiel ist DARPA's 'Manta Ray'-Projekt, ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug mit langer Einsatzdauer, das autonom, energieeffizient, heimlich und in der Lage ist, schwere Lasten über sehr lange Distanzen zu transportieren. Es kann auch auf dem Meeresboden überwintern, wenn es nicht in Gebrauch ist.
Dies sind nur zwei Maschinen, die sich von der Schwimm-Effizienz des Manta-Rochens inspirieren ließen. Fügen Sie nun den ROKR Manta Ray hinzu, ein biomimetisches Modell und Desktop-Nachbildung des faszinierenden Designs des Manta. Es ist ein weiteres Zeugnis dafür, wie die Ingenieurskunst der Natur menschliche Kreativität und STEAM-Lernen inspirieren kann.
Der mechanische ROKR Manta Ray
Der Manta Ray ist Teil der ROKR Mechanical Species-Serie, einer Reihe von beweglichen Metallwesen mit biomimetischen Designs.
Der Manta Ray hat 108 Teile und verfügt über ein Doppelgelenk-Übertragungssystem, um die realistische 40° Flügelbewegung der Brustflossen zu betreiben. Die Bewegung erfolgt durch einen separaten Mechanismus, der eine niederfrequente, 33° Schwingung im Schwanz erzeugt. Diese schaffen ein synchronisiertes Gleichgewicht von Anmut und Stabilität und reproduzieren den natürlichen Rhythmus des Manta-Rochens unter Wasser.
Die Struktur ist auf einem schlanken Ständer mit breiter Basis und dem Netzschalter montiert, wo sie scheinbar mühelos über Ihrem Schreibtisch “fliegt”.
Der ROKR Manta Ray hat zwei Geschwindigkeiten: den gemächlichen Cruise Mode und den zügigen Burst Mode.
Der Cruise Mode aktiviert die Flossen in sanften, rhythmischen Bögen, während die blauen und bernsteinfarbenen Lichter sanft im Takt der Bewegung pulsieren. Ein weiterer Druck auf den Knopf aktiviert den Burst Mode, bei dem die Flossen schlagen und die Lichter mit Dringlichkeit blitzen. Dieses Hochgeschwindigkeitsflattern simuliert eine plötzliche Flucht vor einem Raubtier.
Ein STEAM-Erlebnis
Der Bau und die Beobachtung des ROKR Manta Ray bieten STEAM-Lernenden lebenslange Fähigkeiten, die ihnen helfen, in ihren Karrieren erfolgreich zu sein. Der Konstruktionsprozess stärkt das räumliche Denken und die Sequenzierungsfähigkeiten, während 108 präzise geschnittene Metallteile zusammengefügt werden. Diese Fähigkeiten übertragen sich direkt auf Bereiche wie Ingenieurwesen, Design und Architektur.
Das Beobachten der lebensechten biomimetischen Bewegungen des Manta hilft Lernenden zu verstehen, wie Biologie Technologie inspiriert und natürliche Anpassungen mit modernen Innovationen wie Robotik und Unterwasserfahrzeugen verbindet. Dieses DIY-Projekt fördert auch Geduld, kritisches Denken und Problemlösungsfähigkeiten, die in akademischen und beruflichen Umfeldern unerlässlich sind. Am wichtigsten ist, dass es Qualitäten wie Neugier und Kreativität fördert und den Weg für zukünftige Wissenschaftler, Ingenieure und Innovatoren ebnet.
Ein interaktives Lernerlebnis
Durch die Arbeit am ROKR Manta Ray werden Lernende neugieriger darauf, wie die natürliche Welt funktioniert und wie diese Lektionen auf die Technologie von heute angewendet werden können. Es ist eine wahre STEAM-Lektion an jeder Ecke, da die Benutzer herausgefordert werden, kritisch zu denken, Probleme zu lösen und die Verbindung zwischen Wissenschaft und Design zu schätzen.
Beobachten Sie den eleganten “flügelartigen Wanderer” und die Prinzipien von STEAM, die direkt auf Ihrem Schreibtisch durch den ROKR Manta Ray lebendig werden. Machen Sie Theorien und Konzepte greifbar und wenden Sie das Gelernte an, um zu kreieren, zu gestalten und Spaß zu haben.
Bleiben Sie neugierig mit ROKR!