Робот научился передвигаться по воде

Говорят, что секрет хождения по воде прост. Надо толкаться быстро-быстро, чтобы не успеть проваливаться. В природе этому фокусу научилась небольшая ящерица, а в технике – небольшой робот, который внешне на ящерицу совсем не похож. Правда, пока робот делает лишь первые шаги под присмотром "родителей".
Авторы проекта построили два прототипа бегающих по воде машинок — с четырьмя и двумя ногами (фотографии NanoRobotics Laboratory).
Авторы проекта построили два прототипа бегающих по воде машинок — с четырьмя и двумя ногами (фотографии NanoRobotics Laboratory).
О том, как заставить машину бегать по поверхности воды, не полагаясь на силу Архимеда, давно думают Метин Ситти (Metin Sitti), глава лаборатории нанороботов университета Карнеги-Меллона (NanoRobotics Laboratory) и его коллеги Стивен Флойд (Steven Floyd), Теренс Киган (Terence Keegan) и Джон Палмизано (John Palmisano).

Это он и его подчинённые построили робота-геккона и микроробот-камеру. Заметим также, что, несмотря на название, группу интересуют как нано-, так и микромеханизмы, а ещё роботы традиционных, макроскопических размеров.

Робот, который мог бы бегать одинаково хорошо и по суше, и по воде, смог бы найти массу применений: от радиоуправляемых игрушек до небольших автоматизированных исследователей, способных двигаться по любой поверхности. А далее, кто знает, вдруг такие машины удастся построить столь большими, что они смогут нести на себе человека?

И пусть в природе так бегают лишь очень лёгкие ящерицы, ведь если машину удастся сделать достаточно мощной…

Собственно, секрет хождения по воде ящерицы-василиски раскрыли учёным ещё в 2004-м, но группа Ситти решила провести свои изыскания. Она пишет, что впервые составила математическую модель взаимодействия ног ящериц-василисков с водой.

Две модели роботов-водомерок (вообще-то, их было построено значительно больше). Длина ног этих машинок составляет 5 сантиметров, толщина — доли миллиметра.
Две модели роботов-водомерок (вообще-то, их было построено значительно больше). Длина ног этих машинок составляет 5 сантиметров, толщина — доли миллиметра. "Гребные" ножки роботов (обычно это только пара ног из общего их числа в 6, 8 или 12, в зависимости от модели) совершают эллиптические движения (колеблются одновременно по горизонтали и вертикали) 40 раз в секунду, но не проникают в воду, а бегут по ней. Остальные ножки служат лишь для поддержания сантиметровых машинок на плаву, исключительно за счёт силы поверхностного натяжения (фотографии NanoRobotics Laboratory).
Авторы этих бегающих по воде машин считают, что такой способ передвижения экономичнее традиционного плавания, поскольку, мол, аппарат не сталкивается с сопротивлением, вызванным вязкостью воды.

Надо сказать, что тема хождения по воде занимает умы исследователей из NanoRobotics Laboratory очень плотно.

Это они ещё в 2004-м построили, хотя и не первого в мире, но, наверное, самого совершенного робота-водомерку (Water Strider), мы о нём рассказывали.

Напомним, такой робот полагается, опять-таки, не на силу Архимеда, а на силы поверхностного натяжения. Его тонкие и длинные ножки-проводки, покрытые водоотталкивающим полимером, не проваливаются в воду, хотя вес робота может составлять несколько граммов.

За прошедшее время этот проект получил развитие и, как сообщает PhysOrg.com, последние версии роботов-водомерок под названием STRIDE (Surface Tension Robotic Insect Dynamic Explorer) при собственном весе в 1 грамм могут нести вес до 9,3 грамма.

Так может выглядеть финальный вариант Water Runner. Буквами показаны электромотор, блок управления, батарея и набор сенсоров с радиопередатчиком в качестве полезной нагрузки (иллюстрация NanoRobotics Laboratory).
Так может выглядеть финальный вариант Water Runner. Буквами показаны электромотор, блок управления, батарея и набор сенсоров с радиопередатчиком в качестве полезной нагрузки (иллюстрация NanoRobotics Laboratory).
Они могут бегать по слою воды толщиной всего 3 миллиметра. А самая мощная модификация такого робота, весом 6 граммов, развивает скорость в 8,7 сантиметра в секунду (первые роботы-водомерки показывали 3 сантиметра в секунду).

Конечно, водомерка живая разгоняется куда сильнее – до 1,5 метров в секунду. Но зато роботы, как и насекомое, могут двигаться в разные стороны, поворачивать и вращаться на месте, даже пятиться назад.

Сейчас Ситти со товарищи работают над уменьшением веса своих созданий (живая водомерка весит всего 0,01 грамма), причём в них желательно не только имплантировать пьезоэлектрические микромоторы (благодаря которым роботы и бегают), но и ухитриться поместить туда различные датчики. Ведь конечная цель проекта — создание микророботов, способных собирать различную информацию об окружающей среде, скажем, о загрязнении водоёмов.

И Water Runner, и Water Strider доказали свою работоспособность на практике. На страничках этих проектов можно найти несколько роликов испытаний данных машин.

Правда, пока роботы-ящерицы бегают по воде на привязи, компенсирующей их вес. К тому же энергия подаётся им извне, по проводам. И всё же лапки Water Runner молотят по воде с завидной силой и, едва ли не главное, скоростью. Можно предположить, что после оптимизации различных параметров, вроде траектории лап, подобные машинки вполне могут пробежаться по воде уже самостоятельно.

Тут уместно вспомнить, что роботы-водомерки также начинали свой путь с "привязных" рейсов, но теперь разгуливают по воде автономно, не хуже своих природных прототипов.

Кроме того...
Самые необычные входы в метро
В мире много всего загадочного и удивительного. И среди...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Лица против паролей
Лица против паролей Лица против паролей
Исследователи из университета ХьюстонаUniversity of Houston разработали новую компьютерную программу под названием URxD, которая
Впервые создан беспорядочный магнит
Впервые создан беспорядочный магнит Впервые создан беспорядочный магнит
Впервые удалось создать ферромагнетик с беспорядочным магнитным полем внутри
Шаровые молнии своими руками
Шаровые молнии своими руками Шаровые молнии своими руками
Лабораторные опыты с атмосферным электричеством позволяют узнать много
Графеновая бумага
Графеновая бумага Графеновая бумага
Графен был открыт в 2004 году
Sony запатентовала "подушку безопасности" для жестких дисков
Sony запатентовала "подушку безопасности" для жестких дисков Sony запатентовала "подушку безопасности" для жестких дисков
Компания Sony запатентовала "подушку безопасности" для компонентов электронных устройств, сообщает The Inquirer. В частности
Робот научился передвигаться по воде
Робот научился передвигаться по воде Робот научился передвигаться по воде
Говорят, что секрет хождения по воде прост. Надо толкаться быстро-быстро, чтобы не успеть проваливаться
Воздушный экран FogScreen: вход через рекламу
Воздушный экран FogScreen: вход через рекламу Воздушный экран FogScreen: вход через рекламу
Все мы мечтали иногда уметь проходить сквозь стены, и теперь такая «стена» есть
Американцы научили зонт предсказывать погоду
Американцы научили зонт предсказывать погоду Американцы научили зонт предсказывать погоду
В рукоятку зонта встроено устройство, получающее по беспроводной связи прогноз погоды на ближайшее время
Столкнулись четыре галактики
Столкнулись четыре галактики Столкнулись четыре галактики
Друг с другом столкнулись четыре галактики нешуточных размеров — каждая не меньше нашего Млечного Пути
Ученые узнали тайну одного из колец Сатурна
Ученые узнали тайну одного из колец Сатурна Ученые узнали тайну одного из колец Сатурна
Группа специалистов Корнелльского университета (Cornell University), США
Открыта самая большая планета во Вселенной
Открыта самая большая планета во Вселенной Открыта самая большая планета во Вселенной
Астрономы Ловелловской обсерватории (Lowell Observatory), штат Аризона, США
Жизнь на Марсе может дорого стоить
Жизнь на Марсе может дорого стоить Жизнь на Марсе может дорого стоить
Космические аппараты, возвращаемые из космоса
Лазером по вирусам
Лазером по вирусам Лазером по вирусам
Учёным удалось разработать новый метод уничтожения вирусов. Их обстреливают импульсами пурпурного лазера
Через миндалины можно заразиться ВИЧ, занимаясь оральным сексом
Через миндалины можно заразиться ВИЧ, занимаясь оральным сексом Через миндалины можно заразиться ВИЧ, занимаясь оральным сексом
Четверть века потратили ученые, чтобы выяснить способ оральной передачи ВИЧ-инфекции, вызывающей СПИД
Обнаружена причина появления речи
Обнаружена причина появления речи Обнаружена причина появления речи
К полутора годам у детей накапливается достаточный для воспроизводства словарный запас
Короткие замыкания в небесной канцелярии
Короткие замыкания в небесной канцелярии Короткие замыкания в небесной канцелярии
По официальной статистике грозы занимают второе место среди природных факторов, угрожающих жизни человека
"Террористы-смертники" в природе
"Террористы-смертники" в природе
Ученые обнаружили тлей-самоубийц, которые сидят, притаившись, в капустных листах, готовые погибнуть
История джинс
История джинс История джинс
За свою недолгую истоpию пятикаpманные штаны успели захватить умы и сеpдца миллионов людей различного возpаста, пола
Малыши умеют предугадывать чужое поведение
Малыши умеют предугадывать чужое поведение Малыши умеют предугадывать чужое поведение
13-месячные дети уже умеют ставить себя на место другого и таким образом предугадывать его поведение

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • История джинсИстория джинс
    За свою недолгую истоpию пятикаpманные штаны успели захватить умы и сеpдца миллионов людей различного возpаста, пола
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Космос
003