FlipperBot: робот, имитирующий бег новорожденных черепах по песку
Представьте себе новорожденную черепашку: она вылупляется из яйца, закопанного в песок, и, используя луну в качестве компаса, бежит по пляжу, спасаясь от множества подстерегающих ее хищников в сравнительной безопасных волнах океана. Чем быстрее эти малышки бегут, тем больше шансов спастись от чаек, крабов, змей, крыс и других животных, которые были бы не прочь ими полакомиться. И поэтому черепахи, большую часть жизни проводящие в воде, научились двигаться на впечатляющей скорости (несколько длин тела в секунду) и по песку, и по твердой почве.
Чтобы лучше понять, как ласты морских черепах работают на суше, Дэниел Голдмэн (Daniel Goldman) и его лаборатория CRAB (complex rheology and biomechanics, сложной реологии [наука о пластической деформации и текучести] и биомеханики) при Технологическом институте Джорджии изучили движения только что вылупившихся черепах на пляже острова Джекил, у побережья штата.
Ученые заметили, что черепахи с одинаковой скоростью передвигаются как по песку, так по твердой почве – в первом случае они сгибают ласту в кистевом суставе, во втором – нет, сообщает Los Angeles Times.
Чтобы лучше разобраться в механике движений и при этом не таскать новорожденных черепашек в лабораторию, один из студентов Голдмэна соорудил робота FlipperBot – модель черепахи, способная сгибать свою ласту, сделанную из дерева.
Прогнав FlipperBot через серию испытаний, ученые обнаружили, что мать-природа – и черепахи-малышки – всё делают правильно. Робот пересекал сыпучую поверхность (маковые зерна) быстрее, когда его ласты подгибались. Также выяснилось, что робот (как и сами черепахи) замедляют движение, если они наталкиваются на ранее «перерытый» песок.
А какое у этого открытия научное значение? Прежде всего, улучшится конструкция роботов, способных передвигаться по пересеченной местности. А экологи, занимающиеся охраной черепах, лучше поймут, что именно замедляет движение новорожденных черепашек во время первого – критически важного – «марш-броска» к морю. Наконец, мы лучше сможем понять эволюционные процессы.
«В прошлом году раскопали несколько существ, которые, скорее всего, были в ряду первых организмов, перебравшихся с моря на сушу – и конечности у них похожи на ласты. FlipperBot может помочь уточнить гипотезы об их механизмах движения на суше», - рассказал Голдмэн.
А если кто-то недоумевает, почему в испытаниях ученые использовали не настоящий песок, а маковое семя, то это потому, что оно не засоряет механизмы робота, и стоит очень дешево, сообщил Голдмэн.
Артём Космарский nauka21vek.ru
Материалы по теме:
Террадинамика и роботы для сыпучих поверхностей
Salamandra robotica II: плавающий, ползающий и бегающий робот-амфибия