Крошечное насекомое оказалось гением маневров: его трюк повторили учёные
Исследователи раскрыли тайну феноменальной подвижности крошечных полуводных насекомых рода Rhagovelia, которые живут и передвигаются по поверхности бурных потоков. Их секрет — особые веерообразные структуры на ногах, способные мгновенно раскрываться и складываться благодаря сочетанию сил поверхностного натяжения и эластичности, а не только мышечной активности.
Биомеханика вееров
Эксперименты показали, что изолированный веер мгновенно раскрывается при контакте с каплей воды — без участия мышц. Такая двойственность — гибкость при разворачивании и жёсткость при движении — позволяет жукам поворачивать за 50 миллисекунд и развивать скорость до 120 длин тела в секунду, сопоставимую с полётом мух.
При движении насекомые создают уникальную вихревую картину: симметричные капиллярные волны и мощные носовые волны, похожие на следы от взмахов крыльев в воздухе. Это позволяет им эффективно маневрировать даже в условиях сильной турбулентности.
От природы к робототехнике
Международная команда биологов и инженеров воспроизвела этот природный механизм в искусственном устройстве. С помощью сканирующей электронной микроскопии удалось установить, что веера имеют форму плоских лент, а не волосков, как считалось раньше. На основе этого была создана роботизированная версия — эластокапиллярный вентилятор весом всего в 1 мг, встроенный в миниатюрного робота "Rhagobot".
Rhagobot способен:
-
быстро ускоряться и тормозить,
-
выполнять резкие повороты,
-
использовать поверхностное натяжение для самоорганизации движений.
Это открывает новые возможности для робототехники: от экологического мониторинга до поисково-спасательных операций на воде.
Значение открытия
Оказалось, что насекомые, ежедневно борющиеся с потоками, используют не только мускулы, но и "механический встроенный интеллект", отточенный эволюцией. Их биомеханика устраняет ключевые ограничения миниатюрных роботов, связанные с неэффективным восстановлением движений и слабой манёвренностью.
Вдохновлённые этим открытием, учёные предполагают, что подобные механизмы могут лечь в основу нового поколения амфибийных роботов, способных работать на границе двух сред — воды и воздуха — и эффективно действовать там, где крупные машины бессильны.
