Секрет веерных лапок: как клоп-быстряк научил роботов ходить по воде

На бурных реках обитает клоп-быстряк (Rhagovelia obesa) размером с рисовое зерно. Это насекомое перемещается по поверхности воды с феноменальной скоростью и маневренностью, покрывая до 120 длин своего тела в секунду и совершая резкие повороты всего за 50 миллисекунд. Его движения настолько хаотичны и быстры, что со стороны кажется, будто он не скользит, а летит над водой.
Секрет веерных лапок: как клоп-быстряк научил роботов ходить по воде
Изображение носит иллюстративный характер

Ключ к его способностям кроется в уникальном строении средних лапок, оснащенных ажурными веерами. Эти веера функционируют как весла, позволяя насекомому эффективно грести, делать рывки и разворачиваться на водной глади.

Каждый такой веер состоит из плоских лентовидных щетинок, называемых барбами, которые, в свою очередь, усеяны еще более мелкими ворсинками — барбулами. Эта сложная структура является не просто украшением, а высокоэффективным механическим инструментом.

Исследование показало, что движение этих вееров полностью пассивно и не контролируется мышцами насекомого. Их работа основана исключительно на физических силах. Когда лапка касается воды, естественная упругость барбов и барбул заставляет их мгновенно распрямляться, раскрывая веер.

Обратный процесс происходит, когда клоп поднимает лапку из воды. В этот момент капиллярные силы — взаимное притяжение молекул воды к волокнам — преодолевают упругость конструкции. Вода стягивает барбы и барбулы вместе, плотно закрывая веер. Этот механизм аналогичен поведению кисти художника: ее щетинки расходятся в воде и собираются в острый кончик, когда ее вынимают.

Открытие пассивного механизма принадлежит Виктору Ортеге-Хименесу, биомеханику из Калифорнийского университета в Беркли. Результаты его работы были опубликованы 21 августа в журнале Science.

Для подтверждения своей гипотезы Ортега-Хименес провел изящный эксперимент. Он подвесил отделенную лапку клопа на волоске своей жены и опустил ее в каплю воды. Веер «с поразительной энергией распахнулся» всего за 10 миллисекунд, убедительно доказав, что для его раскрытия не требуется никаких мышечных усилий.

Это открытие вдохновило ученых из Университета Аджу и Технологического института Джорджии на создание робота, способного передвигаться по воде. Инженеры сконструировали роботизированные лапки с веерами, которые в точности имитировали пассивный механизм Rhagovelia obesa.

Испытания показали, что робот, оснащенный такими веерами, значительно превосходил версию без них. Он совершал более резкие повороты и скользил дальше после одного толчка, полностью подтвердив эффективность природного дизайна.

По мнению Ортеги-Хименеса, данная технология имеет значительный потенциал для практического применения. Подобные роботы могут быть использованы для экологического мониторинга рек и ручьев, а также для поиска выживших в зонах затопления, где маневренность и энергоэффективность имеют решающее значение.


Новое на сайте

20868Уязвимости Plex открыли путь майнерам и Linux-бэкдору 20867Взлом OpenCode Console: под угрозой могли оказаться ключи OpenAI, Anthropic и Google 20866Rank Math PRO: заражённое обновление оставило на сайтах самовосстанавливающийся бэкдор 20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси?
Ссылка