Інженери створили робота, який може ходити по воді

Вчені розробили мініатюрного робота, здатного не просто триматися на воді, а й стрімко пересуватися її поверхнею. Натхненням для цього винаходу послужила невелика комаха, що мешкає у швидких річках. Ця розробка, що поєднує біологію та інженерію, відкриває нові перспективи для створення автономних та енергоефективних мікророботів.

Ці крихітні комахи, часто розміром із рисове зерно, мешкають у річках зі швидкою течією і здатні не лише ковзати по воді, а й робити це з неймовірною швидкістю та маневреністю. Вони можуть розвивати швидкість до 120 довжин власного тіла за секунду і здійснювати різкі повороти всього за 50 мілісекунд. Спостерігаючи за ними, створюється враження, ніби вони не біжать по воді, а літають над нею.

Секрет їхніх можливостей криється в унікальних віялоподібних структурах, розташованих на кінцях середньої пари ніг. Протягом довгого часу вчені вважали, що цими "веслами" керують м'язи комахи. Однак команда під керівництвом біомеханіка Віктора Ортега-Хіменеса з Каліфорнійського університету в Берклі після п'яти років досліджень з'ясувала, що цей механізм є повністю автоматичним.

Виявилося, що віяла розкриваються та закриваються пасивно, завдяки силам поверхневого натягу води та капілярним ефектам. Коли ніжка комахи торкається води, віяло миттєво розгортається, створюючи максимальну площу для відштовхування. Цей процес відбувається вдесятеро швидше, ніж кліпання людського ока. Коли ж комаха виймає ніжку з води, віяло так само швидко складається, не створюючи перешкод для руху. Крім того, ноги комахи мають водовідштовхувальні властивості, що запобігає налипанню води та збільшенню ваги.

Щоб детально вивчити структуру цих віял, дослідники використали скануючий електронний мікроскоп. Вони побачили, що віяла складаються з численних плоских щетинок, вкритих ще меншими ворсинками, що раніше не було відомо.

Озброївшись цими знаннями, команда вчених, до якої увійшли фахівці з кількох університетів США та Південної Кореї, створила мініатюрного робота під назвою Rhagobot. Вони сконструювали крихітне віяло вагою всього один міліграм і встановили його на робота розміром з комаху. Цей пристрій успішно імітує природний механізм, дозволяючи роботу прискорюватися, гальмувати та маневрувати на поверхні води.

Цей короткий ролик показує рухи робота-комахи: відео

Нова розробка має значний потенціал для практичного застосування. Такі енергоефективні мікророботи можуть бути використані для моніторингу навколишнього середовища в річках та болотистих місцевостях або для роботи в умовах повеней та інших надзвичайних ситуацій.