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:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Автомобильный Wi-Fi повысит безопасность на дороге 30.08.2014 Американские власти намерены обязать автопроизводителей оснащать свои транспортные средства беспроводными сетями, при помощи которых машины на дорогах будут взаимодействовать друг с другом. Такое "общение" сможет ежегодно спасать несколько сотен жизней. Национальная администрация по безопасности дорожного движения США (National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA) призывает к скорейшей разработке национального стандарта автоматического обмена между движущимися автомобилями, находящимися в непосредственной близости друг к другу. Подобные коммуникации, именуемые Vehicle-to-vehicle (V2V), помогут увеличить скорость городского и загородного трафика, предупреждать водителей о пробках и неблагоприятных погодных и дорожных условиях, а также выстраивать маршрут на основе этой информации. V2V-технологии также позволят повысить безопасность дорожного движения. По оценкам NHTSA, массовое внедрение всего двух систем Left Turn Assist и Intersection Movement Assis поможет предотвратить до 592 тыс. ДТП в год и сохранить при этом около 1080 человеческих жизней. Под Left Turn Assist понимается технология, предупреждающая водителей о том, что они не успеют совершить левый поворот на перекрестке с учетом скорости встречного автотранспорта. Функция Intersection Movement Assis, оценивая местоположение и скорость едущего неподалеку автотранспорта, оповестит о возможной опасности проезда пересечения дорог. Функциональность V2V-связи также включает мониторинг за "слепыми" зонами, предупреждение о риске встречного столкновения, информирование об экстренном торможении едущего впереди автомобиля и т.п. По прогнозам исследователей ABI Research, к 2027 г. около 62% новых машин будут оснащены технологиями связи между собой. Их уже тестируют многие автопроизводителя. Так, компания Ford разработала "электронный стоп-сигнал", который сигнализирует другим участникам движения о том, что водитель резко затормозил. На приборной панели их автомобилей возникает специальное оповещение. Для национального стандарта V2V американские органы дорожной безопасности предлагают выделить частотный диапазон 5,85-5,925 ГГц, а также использовать стандарт IEEE 802.11p, который является разновидностью Wi-Fi для применения на автотранспорте. Установка V2V-коммуникаций приведет к подорожанию транспортного средства в среднем на $340-$350. В будущем можно будет снизить эти расходы до $209-$227, говорят в управлении.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026