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.