Тараканы – существа проворные и быстрые, а ещё невероятно живучие. Эти качества затрудняют борьбу с ними, но в то же время вдохновляют инженеров: изучая тараканов, они создают и совершенствуют миниатюрных роботов.
Так, учёные из Калифорнийского университета в Беркли разработали практически "неубиваемого" робота. Он передвигается почти столь же быстро, как и таракан, и способен выдерживать огромные – относительно собственного веса – нагрузки.
Специалисты отмечают, что аппараты размером в несколько сантиметров крайне полезны для поисково-спасательных работ, разведывательных и других операций в недоступных либо опасных для людей местах.
Однако большинство мелкомасштабных роботов очень хрупкие. Поэтому целью нового исследования было создание сверхвыносливого робота.
"Например, в случае землетрясения большим машинам или большим собакам очень трудно найти выживших под обломками, поэтому нам нужен малогабаритный робот, который был бы проворным и надёжным", – поясняет первый автор статьи Ичуань У (Yichuan Wu).
Робот, созданный его командой, по размерам напоминает почтовую марку: примерно 2,5 сантиметра в длину и 1,5 сантиметра в ширину.
Его "тело" – тонкий лист пьезоэлектрического материала под названием поливинилиденфторид (ПВДФ). Пьезоэлектрики известны тем, что подача на них электрического напряжения вызывает расширение или сжатие материала. Однако исследователи покрыли ПВДФ слоем эластичного полимера, который заставляет весь лист изгибаться, а не расширяться или сжиматься.
Затем они добавили роботу переднюю "ножку". Когда материал изгибается и выпрямляется под воздействием тока, колебания продвигают устройство вперёд. Передвижение этого "таракана" получается слегка скачкообразным.
Получившийся робот на вид довольно прост, однако его способности впечатляют. Двигаясь по горизонтальной поверхности, за секунду он преодолевает расстояние в 20 раз длиннее своего собственного тела. Примерно с такой же скоростью передвигаются тараканы, и этот темп считается самым быстрым среди передвигающихся по земле "роботов-насекомых".
Устройство способно перемещаться по трубам, подниматься по небольшим склонам и нести миниатюрные грузы, например, "орешек" арахиса.
Но больше всего впечатляет то, что робот весом менее одной десятой грамма может выдержать вес около 60 килограммов. Иными словами, если взрослый человек среднего телосложения наступит на устройство, то не повредит его (попытки учёных безжалостно раздавить своё детище показаны на видео ниже).
В этом смысле робот также походит на настоящих тараканов: многим из них нипочём удар тапка, а порой на насекомое нужно наступить несколько раз, чтобы уничтожить его. Такая живучесть объясняется особым строением тараканьего экзоскелета, роль которого в данном случае выполняет эластичное покрытие.
На данном этапе инженеры экспериментировали с тараканом "на поводке": для подачи переменного тока использовались два электрода на проводе. Однако в дальнейшем команда снабдит устройство батареей, чтобы оно могло перемещаться автономно, а управление осуществлялось дистанционно.
Кроме того, инженеры хотят добавить роботу полезную нагрузку – датчики утечки газа (для использования в местах бедствий), а также улучшить конструкцию робота, чтобы повысить манёвренность.
Подробнее о новой разработке рассказывается в статье, опубликованной в журнале Science Robotics.
Напомним, что ранее тараканы "научили" роботов бегать по пересечённой местности и протискиваться сквозь щели. Также "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о таракане-киборге на дистанционном управлении и о роботаракане, способном ходить по воде и под водой.
