Робот ходит по воде

02.09.2025

На протяжении столетий ученые наблюдали за тем, как природа решает задачи, с которыми человек сталкивается только в последние десятилетия. Одним из самых ярких примеров такого "биологического инженерного подражания" стала новая разработка международной команды исследователей, которые сумели создать миниатюрного робота, способного стремительно передвигаться по поверхности воды. Идея возникла благодаря наблюдению за удивительными насекомыми - водомерками рода Rhagovelia, живущими в быстрых реках.

До недавнего времени способность уверенно перемещаться по водной глади оставалась для инженеров почти недостижимой целью. Роботы успешно справлялись с доставкой грузов, исследованием планет или даже проведением операций, но удержаться и тем более разогнаться на воде они не могли. Вдохновившись уникальными возможностями Rhagovelia, ученые обратились к тонким механизмам, позволяющим этим насекомым скользить по поверхности с невероятной скоростью и маневренностью.

Размером всего с зернышко риса, водомерки демонстрируют способности, которые кажутся почти невозможными. Они достигают скорости до 120 длин собственного тела в секунду и способны выполнять резкие повороты всего за 50 миллисекунд. Словно паря над водой, они показывают, что природа давно придумала решения, о которых инженерам только предстоит узнать.

Ключ к разгадке оказался в необычных веерообразных структурах на средней паре ног насекомого. Долгое время считалось, что ими управляют мышцы, однако биомеханик Виктор Ортега-Хименес из Калифорнийского университета в Беркли после пяти лет наблюдений доказал, что этот процесс полностью пассивен. Веера раскрываются и складываются благодаря силам поверхностного натяжения и капиллярным эффектам, без участия мускулатуры.

Когда ножка водомерки касается поверхности воды, веер мгновенно распахивается, увеличивая площадь соприкосновения и усиливая отталкивание. Этот процесс происходит примерно в десять раз быстрее, чем моргает человеческий глаз. Как только нога поднимается, структура тут же складывается, не мешая движению. Дополнительную роль играет и гидрофобность поверхности конечностей: вода не задерживается на них, не утяжеляя насекомое.

Чтобы рассмотреть устройство таких вееров, ученые использовали сканирующий электронный микроскоп. Оказалось, что они состоят из множества тонких щетинок, каждая из которых покрыта еще более мелкими ворсинками. Именно эта многоуровневая структура обеспечивает уникальные свойства, которые ранее не были известны исследователям.

Используя эти открытия, специалисты из университетов США и Южной Кореи создали миниатюрного робота, получившего название Rhagobot. Его снабдили крошечным веером весом всего один миллиграмм, который точно воспроизводит работу природного аналога. В результате робот научился разгоняться, тормозить и менять траекторию прямо на поверхности воды, имитируя движения насекомого с поразительной точностью.

<< Назад: Беспроводные наушники Edifier Lolli Pro SE 03.09.2025

>> Вперед: Переносная зарядная станция Bluetti Pioneer Na 02.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Зеленый полиэтилен 14.03.2009 На конференции по биопластикам, проходившей в 2008 году в Кельне (Германия), бразильские химики рассказали о своей новой разработке: они научились делать полиэтилен из сахарного тростника. Сначала с помощью уже рутинного процесса из сахарного тростника получают этиловый спирт, а затем реакцией дегидратации переводят спирт в этилен. Наконец, этилен обычным образом полимеризуют. Побочные продукты - в основном вода с небольшой примесью эфира и непрореагировавшего спирта. "Зеленый" полиэтилен ничем не отличается от обычного, получаемого из нефти, за исключением небольших различий в изотопном составе углерода (углерод растений немного отличается от углерода нефти). Так что если какая-то фирма начнет утверждать, что ее полиэтилен произведен без нанесения вреда окружающей среде, то проверить это утверждение можно будет по изотопам углерода.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026