Відкрийте для себе роботів, які ходять по воді, завдяки секрету комах

Раговелії, напівводні комахи, мають віялоподібні придатки на кінчиках середніх лап, які пасивно відкриваються та закриваються залежно від руху води внизу. Ось чому вони легко ковзають по поверхні води.

Біолог Віктор Ортега-Хіменес з Каліфорнійського університету в Берклі (США) захоплений тим, як ці крихітні комахи можуть розганятися, робити швидкі повороти та інші маневри, майже так, ніби вони летять на поверхні рідини.

Rhagobot був натхненний структурами, знайденими на ногах водяного жука Rhagovelia (Джерело: Arstechnica)

«Пропелер Rhagovelia служить натхненним шаблоном для розробки самоморфуючих штучних пропелерів, надаючи розуміння їхньої форми та біологічної функції», – сказав він у нещодавньому дослідженні, опублікованому в журналі Science.

«Такі конфігурації залишаються значною мірою невивченими у напівводних роботах», — каже біолог Віктор Ортега-Хіменес.

Ортезі-Хіменесу знадобилося п'ять років, щоб з'ясувати, як рухається комаха. Хоча вважалося, що віялоподібні лапки Раговелії трансформуються завдяки м'язовій силі, він виявив, що придатки автоматично підлаштовуються під поверхневий натяг і сили пружності під ними, пасивно відкриваючись і закриваючись у десять разів швидше, ніж моргання ока. Вони миттєво розширюються при контакті з водою та змінюють форму залежно від течії.

Рагобот – це версія цієї високотехнологічної комахи, розроблена Ортегою-Хіменесом. Після ретельного вивчення структури та функції ніг і пропелерів Раговелії, він та його команда створили штучні версії, які також призначені для трансформації під впливом води.

Рухоме зображення Rhagobot на воді

Вони прикріплені до середніх лап Rhagobot. Як і їхнє натхнення, пропелери миттєво висуваються при зануренні у воду та закриваються, коли оголюються. Додаткове джерело живлення не потрібне, оскільки трансформація пропелера визначається рухом та швидкістю води.

Команда хотіла побачити, чи дадуть їхні штучні вентилятори перевагу Rhagobot. Вони створили робота-замінника, змодельованого за зразком іншого виду водомірки, який міг би рухатися за допомогою поверхневого натягу, та протиставили його Rhagobot.

Обидва живляться однаковою кількістю енергії, але Rhagobot може подорожувати далі та робити круті повороти швидше, ніж його опонент, завдяки своїм вентиляторам.

«Тяга, що створюється вентилятором, збільшує швидкість руху вперед і дозволяє швидко гальмувати», — каже Ортега-Хіменес.

Водночас він додав: «Здатність вентилятора складатися також значно зменшує енергію, необхідну роботу для підняття ніг з води».

У майбутньому Rhagobots зможуть долати бурхливі води, щоб стати частиною системи моніторингу навколишнього середовища, і дослідники з нетерпінням чекають на потенціал для роїв цих роботів для допомоги в пошуково-рятувальних операціях під час штормів і повеней, хоча додавання ваги датчиків та потужності буде значним викликом.

Можливо, він навіть досліджуватиме місця за межами Землі. Якщо Раговелія щось і доводить, то це те, що навіть найменші істоти можуть робити великі кроки, на воді чи будь-де ще.

Мінх Хоан

Джерело: https://vtcnews.vn/kham-pha-robot-di-tren-nuoc-nho-bi-mat-cua-con-trung-ar960912.html