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...
Обнаружены "невидимые" галактики
Новый метод, разработанный немецкими учёными из Института астрофизики Макса Планка позволяет обнаружить галактики, "скрывающиеся" в свете квазаров...
На спутнике Сатурна Энцеладе обнаружены действующие гейзеры
Действующие гейзеры обнаружены на одном из...
Всемирный Потоп стал благом для человечества
Легенды о Всемирном Потопе, встречающиеся у многих народов (вроде библейской истории о строительстве Ноева...
  • 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, используя трехмерные изображения
Впервые создан беспорядочный магнит
Впервые создан беспорядочный магнит Впервые создан беспорядочный магнит
Впервые удалось создать ферромагнетик с беспорядочным магнитным полем внутри. Первые же эксперименты подтвердили давно предсказанные теоретиками необычные свойства этого магнита
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, однако несмотря на свои уникальные электрические и физические свойства до сих пор практически не использовался, так как не удавалось получать его в достаточных количествах
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, технология может быть использована для защиты жестких дисков
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. В природе этому фокусу научилась небольшая ящерица, а в технике – небольшой робот
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. Называется она FogScreen (можно перевести как - туманный экран). Экран состоит из водяных паров. Точнее говоря
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. О предстоящих осадках владелец зонта узнает по цвету светодиодного индикатора
Столкнулись четыре галактики
Столкнулись четыре галактики Столкнулись четыре галактики
Друг с другом столкнулись четыре галактики нешуточных размеров — каждая не меньше нашего Млечного Пути. Их слияние ещё продолжается, но некоторые утверждают
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, под руководством Мэттью Хэдмана (Matthew Hedman) разгадали загадку поведения одного из колец Сатурна, пишет BBC News
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
Трансплантация генома привела к мутации
Трансплантация генома привела к мутации Трансплантация генома привела к мутации
Генетики сделали огромный шаг к созданию искусственных организмов с заданными свойствами: они смогли превратить один вид бактерии в другой. Правда
Лазером по вирусам
Лазером по вирусам Лазером по вирусам
Учёным удалось разработать новый метод уничтожения вирусов. Их обстреливают импульсами пурпурного лазера. От этого вирусы начинают взрываться. А обычные клетки не страдают, говорят разработчики. Возможно
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. До сих пор многие медики в частном порядке сомневались в показаниях некоторых зараженных людей, утверждавших
Обнаружена причина появления речи
Обнаружена причина появления речи Обнаружена причина появления речи
К полутора годам у детей накапливается достаточный для воспроизводства словарный запас, к таким выводам пришли ученые университета Айовы (University of Iowa), США
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. На первом месте — наводнения. А от ударов молнии, оказывается, гибнет больше людей
"Террористы-смертники" в природе
"Террористы-смертники" в природе
Ученые обнаружили тлей-самоубийц, которые сидят, притаившись, в капустных листах, готовые погибнуть, но устроить химическую атаку на своих врагов – божьих коровок
«Звездный ливень»: В эти дни в небе над всей Россией наблюдается фантастическое по красоте зрелище
«Звездный ливень»: В эти дни в небе над всей Россией наблюдается фантастическое по красоте зрелище «Звездный ливень»: В эти дни в небе над всей Россией наблюдается фантастическое по красоте зрелище
С минувшего воскресенья на Россию «льется» традиционный августовский звездопад. В этом году вспышки сгорающих метеоритных частиц видны особенно ярко, так как наступило новолуние
Частота возникновения лесных пожаров в Сибири связана с потеплением климата
Частота возникновения лесных пожаров в Сибири связана с потеплением климата Частота возникновения лесных пожаров в Сибири связана с потеплением климата
Потепление климата на территории Сибири происходит быстрее, чем в среднем по остальному земному шару и приводит к увеличению частоты возникновения лесных пожаров
История джинс
История джинс История джинс
За свою недолгую истоpию пятикаpманные штаны успели захватить умы и сеpдца миллионов людей различного возpаста, пола, pоста и комплекции. Сегодня - это одежда для pаботы и отдыха
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. К такому выводу пришла группа итальянских и французских ученых, которые провели эксперимент с участием 56 малышей

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

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Через миндалины можно заразиться ВИЧ, занимаясь оральным сексомЧерез миндалины можно заразиться ВИЧ, занимаясь оральным сексом
    Четверть века потратили ученые, чтобы выяснить способ оральной передачи ВИЧ-инфекции, вызывающей СПИД. До сих пор многие медики в частном порядке сомневались в показаниях некоторых зараженных людей, утверждавших
  • Обнаружена причина появления речиОбнаружена причина появления речи
    К полутора годам у детей накапливается достаточный для воспроизводства словарный запас, к таким выводам пришли ученые университета Айовы (University of Iowa), США
  • Лазером по вирусамЛазером по вирусам
    Учёным удалось разработать новый метод уничтожения вирусов. Их обстреливают импульсами пурпурного лазера. От этого вирусы начинают взрываться. А обычные клетки не страдают, говорят разработчики. Возможно
  • Трансплантация генома привела к мутацииТрансплантация генома привела к мутации
    Генетики сделали огромный шаг к созданию искусственных организмов с заданными свойствами: они смогли превратить один вид бактерии в другой. Правда
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • История джинсИстория джинс
    За свою недолгую истоpию пятикаpманные штаны успели захватить умы и сеpдца миллионов людей различного возpаста, пола, pоста и комплекции. Сегодня - это одежда для pаботы и отдыха
  • Чёрный ящик
  • Малыши умеют предугадывать чужое поведениеМалыши умеют предугадывать чужое поведение
    13-месячные дети уже умеют ставить себя на место другого и таким образом предугадывать его поведение. К такому выводу пришла группа итальянских и французских ученых, которые провели эксперимент с участием 56 малышей
  • Воля случая
  • Технологии
  • Шаровые молнии своими рукамиШаровые молнии своими руками
    Лабораторные опыты с атмосферным электричеством позволяют узнать много
  • Графеновая бумагаГрафеновая бумага
    Графен был открыт в 2004 году, однако несмотря на свои уникальные электрические и физические свойства до сих пор практически не использовался, так как не удавалось получать его в достаточных количествах
  • Лица против паролейЛица против паролей
    Исследователи из университета ХьюстонаUniversity of Houston разработали новую компьютерную программу под названием URxD, которая, используя трехмерные изображения
  • Впервые создан беспорядочный магнитВпервые создан беспорядочный магнит
    Впервые удалось создать ферромагнетик с беспорядочным магнитным полем внутри. Первые же эксперименты подтвердили давно предсказанные теоретиками необычные свойства этого магнита
  • Техника
  • Космос
003