Ученые из Кильского университета изучили, как китайские кузнечики Oxya chinensis перемещаются по воде. Способность насекомых плавать и выпрыгивать из воды вдохновила исследователей на создание роботизированного устройства с аналогичными свойствами.
Кузнечики Oxya chinensis распространены в рисоводческих регионах Китая, особенно вдоль реки Янцзы. Эти насекомые выделяются способностью легко выбираться из воды. Исследователи поместили 15 кузнечиков в стеклянный резервуар, наполненный водой. Наблюдения показали, что насекомые могли пассивно «лежать» на поверхности воды, дрейфовать по течению, активно плыть или сразу выпрыгивать на землю.
Кузнечик, выпрыгивающий из воды. Видео: Yi Song et al., PNAS
«Мы снимали кузнечиков, когда они плавали в резервуаре с водой или выпрыгивали из него, с помощью двух высокоскоростных камер», — рассказал Станислав Горб, соавтор исследования. Ученые сравнили прыжки и плавательные движения, а затем проанализировали механизмы, используемые кузнечиками, чтобы двигаться в водной среде.
Измерения и моделирования показали, что кузнечики используют гидростатические силы, чтобы удерживаться на плаву, и контролируемое гидродинамическое взаимодействие между конечностями и водой для движения. Исследователи отмечают, что сочетание двух таких способов для движения в воле обнаружено впервые.
Робот, выпрыгивающий из воды. Видео: Yi Song et al., PNAS
Изучив структурные и поведенческие стратегии кузнечиков, ученые собрали робота. Как и насекомые, прототип может плавать и прыгать по поверхности воды, двигая конечностями с различной скоростью. При таком способе движения тратится меньше энергии, чем в традиционных решениях для водных роботов.
