У водомерки (Rhagovelia obesa), на лапках есть уникальные веерообразные структуры, которые помогают ему быстро и точно передвигаться по поверхности бурных рек. Эти насекомые размером с рисовое зерно могут совершать резкие повороты всего за 50 миллисекунд и двигаться со скоростью до 120 длин тела в секунду.
«Если вы моргаете, вы пропускаете все происходящее», — говорит биомеханик Виктор Ортега Хименес из Калифорнийского университета в Беркли.
Веера на лапках водомерок образованы тонкими плоскими полосками, усеянными крошечными волосками, которые раскрываются под водой и действуют как весла. Под водой эластичность волосков заставляет их распрямляться, образуя веер, который действует как весло. Когда лапку вытаскивают из воды, капиллярные силы — притяжение молекул воды к волокнам — преодолевают упругость волосков, заставляя веер складываться. Этот процесс полностью автоматический и не требует мышц. Чтобы убедиться в этом, Ортега Хименес подвесил отрубленную лапку в капле воды: веер раскрывался всего за 10 миллисекунд.
Средние лапки насекомых больше всего украшены веерами, которые помогают им выполнять резкие маневры и поддерживать высокую скорость. Насекомые могут мгновенно менять направление и «подпрыгивать» на воде, создавая впечатление, будто они летают, а не шагают. Эти способности обеспечиваются простыми физическими законами, которые насекомые используют в своих интересах.
В созданном роботе, весом всего 17 мг, вентиляторы имитируют действие вееров насекомых и позволяют ему делать более резкие повороты и проходить большие расстояния после одного толчка, по сравнению с моделями без специальных «лапок».
Механизм автоматического раскрытия вееров — результат взаимодействия эластичности материала и капиллярных сил воды — позволяет насекомым использовать поверхность реки максимально эффективно. Ученые перенесли этот принцип на робототехнику, что позволит создавать машины, которые могут двигаться по воде без сложных приводов или электроники для каждого движения.
«Такие роботы могут быть полезны для наблюдения за состоянием рек, экологического мониторинга или поиска людей в зонах затопления», — отмечает Ортега Хименес
Инженеры отправят медуз-киборгов для изучения неизведанных глубин океана
Подушечки лап гекконов вдохновили на создание не скользящей на льду обуви
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram