Инженеры создали робота, который может ходить по воде

Основні тези

Инженеры создали робота, который может передвигаться по воде, подражая насекомому, которое живет в быстрых реках.
Команда исследователей использовала знания о механизме движения насекомого, создавая робота Rhagobot, который может быть полезным для мониторинга окружающей среды и в условиях чрезвычайных ситуаций.

Ученые разработали миниатюрного робота, способного не просто держаться на воде, но и стремительно передвигаться по ее поверхности. Вдохновением для этого изобретения послужило небольшое насекомое, обитающее в быстрых реках. Эта разработка, сочетающая биологию и инженерию, открывает новые перспективы для создания автономных и энергоэффективных микророботов.

Как инженерам удалось повторить трюк природы?

Роботы уже давно умеют выполнять множество задач: от доставки пиццы до проведения хирургических операций. Однако способность передвигаться по поверхности воды, подобно некоторым насекомым, до недавнего времени оставалась сложным вызовом. Международная команда исследователей нашла решение этой проблемы, обратив внимание на уникальные способности насекомого-водомерки, известной как Rhagovelia, пишет 24 Канал со ссылкой на Science.

Эти крошечные насекомые, часто размером с рисовое зерно, живут в реках с быстрым течением и способны не только скользить по воде, но и делать это с невероятной скоростью и маневренностью. Они могут развивать скорость до 120 длин собственного тела в секунду и совершать резкие повороты всего за 50 миллисекунд. Наблюдая за ними, создается впечатление, будто они не бегут по воде, а летают над ней.

Секрет их возможностей кроется в уникальных веерообразных структурах, расположенных на концах средней пары ног. В течение долгого времени ученые считали, что этими "веслами" управляют мышцы насекомого. Однако команда под руководством биомеханика Виктора Ортега-Хименеса из Калифорнийского университета в Беркли после пяти лет исследований выяснила, что этот механизм является полностью автоматическим.

Оказалось, что веера раскрываются и закрываются пассивно, благодаря силам поверхностного натяжения воды и капиллярным эффектам. Когда ножка насекомого касается воды, веер мгновенно разворачивается, создавая максимальную площадь для отталкивания. Этот процесс происходит в десять раз быстрее, чем моргание человеческого глаза. Когда же насекомое вынимает ножку из воды, веер так же быстро складывается, не создавая препятствий для движения. Кроме того, ноги насекомого имеют водоотталкивающие свойства, что предотвращает налипание воды и увеличение веса.

Новый робот ходит по воде, как насекомое-водомерка / Фото Саад Бхамла

Чтобы детально изучить структуру этих вееров, исследователи использовали сканирующий электронный микроскоп. Они увидели, что веера состоят из многочисленных плоских щетинок, покрытых еще меньшими ворсинками, что ранее не было известно.

Вооружившись этими знаниями, команда ученых, в которую вошли специалисты из нескольких университетов США и Южной Кореи, создала миниатюрного робота под названием Rhagobot. Они сконструировали крошечный веер весом всего один миллиграмм и установили его на робота размером с насекомое. Это устройство успешно имитирует естественный механизм, позволяя роботу ускоряться, тормозить и маневрировать на поверхности воды.

Этот короткий ролик показывает движения робота-насекомого: видео

Новая разработка имеет значительный потенциал для практического применения. Такие энергоэффективные микророботы могут быть использованы для мониторинга окружающей среды могут быть использованы для мониторинга окружающей среды в реках и болотистых местностях или для работы в условиях наводнений и других чрезвычайных ситуаций.