Группа исследователей из Сеульского университета, Южная Корея, и Гарвардского университета создали миниатюрного робота, который, точно подражая его биологическому прототипу, насекомому вида Gerridae, известному под названием водомерки, может прыгать на достаточно большую высоту, отталкиваясь от поверхности воды. Следует отметить, что это не первая попытка создания подобных роботов, первого робота-водомерку создала в 2012 году команда китайских ученых из Харбинского технологического института и Фонда естествознания Китая.
Однако, первый китайский робот-водомерка имеет размер 15 сантиметров и он в 1000 раз более тяжел, нежели новый робот. При таких габаритах и весе, китайский робот держится на поверхности воды только за счет наличия у него широких окончаний его конечностей, покрытых слоем водоотталкивающего состава. Эти утолщения конечностей, своего рода весла, позволяет ему прыгать вверх и вперед на 14-15 сантиметров.
Для того, чтобы создать нового робота-водомерку, ученые наловили живых насекомых в ближайшем водоеме и при помощи высокоскоростных камер запечатлели все тонкости их перемещений по воде. Оказалось, что насекомые не просто отталкиваются конечностями от воды, их конечности разгоняются постепенно, не нарушая целостности "пленки" сил поверхностного натяжения. Кроме этого, насекомые перед прыжком расправляют конечности, что позволяет увеличить их время контакта с поверхностью воды, что в свою очередь увеличивает силу толчка.
Используя эти принципы, ученые разработали конструкцию робота-водомерки, тело которого имеет длину в 2 сантиметра и представляет собой пружину в стиле оригами. Конечности робота, длиной по пять сантиметров, изготовлены из очень тонкой проволоки, изогнуты определенным способом и покрыты водоотталкивающим составом. Спущенная пружина заставляет конечности робота совершить движения, в точности повторяющие движение водомерки в момент прыжка, и в результате этого робот прыгает на высоту до 15 сантиметров. К сожалению, после того, как робот подпрыгивает, его движение становится полностью неконтролируемым и он редко приземляется назад на конечности.
"Изучение природы и живых организмов давно уже является отправной точкой в деле создания роботов различных типов" - рассказывает Джи-санг Кох (Je-sung Koh), исследователь из Сеульского университета, - "В этом случае инженерам не требуется выдумывать ничего нового, ведь то, что они берут за основу, было проверено и оптимизировано самой природой на протяжении миллионов лет эволюции".
Следует заметить, что создание нового робота-водомерки является лишь началом деятельности группы ученых. В скором времени они планируют разработать и изготовить робота, который сможет не только прыгать, но и перемещаться по поверхности воды подобно живым водомеркам. И такие роботы в будущем могут найти массу применений в области экологического контроля, при проведении операций в зонах стихийных бедствий и техногенных катастроф, для проведения разведки и наблюдения и т.п. Однако, для этого потребуется миниатюризация и минимизация веса не только самого робота, но и некоторых других технологий. Иначе робот, будучи обремененным большим грузом, просто не сможет держаться на поверхности воды только за счет сил поверхностного натяжения.
Источник: www.dailytechinfo.org
|
