Тараканы научат роботов быть более устойчивыми

Таракан чистит свои антенны

Таракан чистит свои антенны
(фото Ayoko Wada-Katsumata).

Тараканы балансируют и сохраняют правильное положение тела относительно земли без помощи мозга. К такому выводу пришла группа учёных из университета Калифорнии в Беркли (UC Berkeley). Они обнаружили, что некоторые особенности взаимодействия моторной и нервной системы, позволяют насекомым в прямом смысле не задумываться о том, чтобы не завалиться на бок.

Эта новость будет интересна не только энтомологам, но и конструкторам роботов. Ведь если роботу не нужно будет задействовать отдельные программы для сохранения равновесия при движении, он будет работать более эффективно.

Проблема всех шагающих механизмов в их слабой приспособленности к изменению условий. Далеко не все устройства могут передвигаться по пересечённой местности или при повреждении одной из ног. В то же время таракан легко преодолевает любые препятствия, даже если лишился нескольких конечностей.

Команда под руководством Шая Ревзена (Shai Revzen) наблюдала за тараканами, которые забегали на пластину, прикреплённую к эластичной резинке. Периодически резинка сжималась, и платформа резко отъезжала в сторону. При этом насекомым приходилось балансировать, чтобы не перевернуться. В этот момент исследователи следили за движениями ног насекомых с помощью видеокамер и компьютера. Они обнаружили, что таракан корректирует свои движения лишь после того как завершит шаг, который начался до того, как платформа пришла в движение.

Чтобы было проще понять, что это значит, представьте человека, который идёт по подвесному мосту, и конструкция неожиданно и резко смещается в одну из сторон. Наша нервная система немедленно реагирует на это изменение и часто вызывает "лишние" движения рук и ног, которые в попытке поймать равновесие лишь больше дестабилизируют положение тела. Таракан же, как ни в чём не бывало, заканчивает шаг и только после этого, получив обратный ответ об окружающей обстановке, нервная система принимается корректировать движения конечностей.

Этот принцип может быть задействован и в робототехнике, считают авторы исследования. Сейчас многие шагающие роботы имеют в ногах датчики, которые передают информацию в компьютер и тот немедленно реагирует на изменения обстановки, например, при выходе с ровной поверхности на кочки. Но если робот сначала закончит шаг, и только после этого его "мозг" будет принимать решение, это придаст ему больше устойчивости.

Анализ результатов, опубликованных в журнале Biological Cybernetics, также поможет лучше понять то, как мы сами сохраняем равновесие в сложной ситуации, уверены авторы работы.

Также по теме:
Кандидат в биороботы: учёные научились управлять тараканами 
Тараканы стали новым источником энергии 
Четвероногий "робомул" стал быстрее и умнее 
Инженеры Гарварда научили мягкого робота маскироваться под окружающую среду 
Пентагон заказал боевого "робота-гепарда" 
Тараканья чистоплотность поможет побороть засилье насекомых