Жуки показали, как двигаться быстрее всех — и помогли создать нового робота
Вдохновение от природы: как жуки Rhagovelia помогли создать новых роботов-амфибий
Исследование, опубликованное в Science, раскрывает секрет уникального способа передвижения крошечных полуводных насекомых рода Rhagovelia, известных как водяные сколопендры. Эти насекомые используют специализированные веерообразные структуры на ногах, которые обеспечивают им невероятную скорость и манёвренность в бурных потоках. Оказалось, что их "вентиляторы" приводятся в действие не только мышцами, но и силами поверхностного натяжения и эластичности — своего рода встроенный механический интеллект.
Как работают "вентиляторы" Rhagovelia
-
Веерообразные структуры мгновенно раскрываются при контакте с водой за счёт эластокапиллярных сил.
-
Такая двойственность — гибкость при складывании и жёсткость при движении - позволяет жуку разворачиваться за 50 миллисекунд и двигаться со скоростью до 120 длин тела в секунду, сопоставимой с полётом мух.
-
При этом насекомые создают характерные вихревые и волновые следы на воде, напоминающие след от крыльев в воздухе.
Рождение Rhagobot — робота нового поколения
Учёные из США и Южной Кореи воссоздали биомеханику жуков, разработав робота размером с насекомое с микровентиляторами из плоских лент.
-
Вес устройства — всего 1 миллиграмм.
-
Вентиляторы раскладываются за счёт поверхностного натяжения воды, без дополнительного источника энергии.
-
Робот способен быстро двигаться, тормозить и маневрировать даже в условиях сильного течения.
Междисциплинарная работа
Создание Rhagobot стало возможным благодаря объединению биологии, физики и инженерии. Учёные использовали:
-
сканирующую электронную микроскопию для изучения морфологии вееров,
-
моделирование гидродинамики,
-
эксперименты с живыми жуками для верификации.
Значение открытия
Новые механизмы открывают путь к разработке микророботов, которые смогут:
-
проводить экологический мониторинг на поверхности воды,
-
участвовать в поисково-спасательных операциях в труднодоступных местах,
-
служить прототипами для биоинспирированных амфибийных систем.
Как отметил профессор Джесонг Ко, такие конструкции позволяют использовать саму среду — поверхность воды — как источник устойчивости и тяги. Это особенно ценно для миниатюрной робототехники, где традиционные решения неэффективны.
