Научные исследования в области робототехники часто черпают вдохновение из природы, и новый проект, разработанный учеными из Федеральной политехнической школы Лозанны и Университета Конкук, ярко это демонстрирует. Команда создала летающего микроробота, который имитирует движения крыльев жуков-носорогов.
Исследования, описанные в журнале Nature, показывают, как ученые смогли изучить механизм расширения и втягивания крыльев жуков-носорогов. Ранее считалось, что эти насекомые используют грудные мышцы для управления своими крыльями, аналогично птицам и летучим мышам. Однако из-за технических ограничений не удавалось точно определить, какие мышцы и как они задействуют в этом процессе.
Команда ученых обнаружила, что крылья жука-носорога складываются по принципу оригами и могут быть аккуратно скрыты под твердыми надкрыльями. Это позволяет им пассивно разворачиваться во время полета. Большинство предыдущих исследований сосредотачивались на имитации складчатой структуры крыльев, не учитывая при этом движение их основания.
Углубленные наблюдения за жуками-носорогами привели к неожиданным выводам: эти насекомые способны пассивно расправлять задние крылья во время полета, используя силу, создаваемую надкрыльями и взмахами крыльев. После приземления они также используют надкрылья для того, чтобы вернуть задние крылья обратно к телу, не затрачивая при этом дополнительную мышечную энергию.
Вдохновившись этим открытием, исследователи создали летающего микроробота весом всего 18 граммов. Его уникальность заключается в том, что он может пассивно втягивать свои крылья с помощью эластичных сухожилий и разворачивать их при взмахе для взлета. После приземления крылья также быстро убираются без необходимости в дополнительных приводах. Посмотреть демонстрационное видео летающего микроробота можно на сайте bilibili.
Этот новый тип микроробота открывает широкие перспективы применения. Он способен проникать в небольшие пространства, что делает его идеальным для поисково-спасательных операций. Кроме того, биологи могут использовать его для изучения механизма полета насекомых, а в будущем, возможно, и для шпионских операций. Благодаря низкой частоте взмахов крылья этого робота обеспечивают безопасность, что позволяет использовать его как инструмент для инженерных исследований или даже в качестве игрушки для детей.
Исследовательская группа уже планирует улучшить летные характеристики робота, добавляя возможность ползания и другие методы передвижения по земле, что сделает его более похожим на настоящих насекомых. Это открывает новые горизонты для дальнейших исследований и разработок в области робототехники, позволяя создавать более адаптивные и универсальные устройства.