С помощью замедленной съемки ученые записали и воспроизвели в микророботах систему устойчивого полета насекомых.
Жук-носорог обладает уникальной способностью: он пассивно раскладывает и убирает задние крылья без использования мышц. Изучив особенности полета насекомого, ученые создали крошечного робота, который демонстрирует, что пассивное раскрытие крыльев обеспечивает стабильный и управляемый полет.
В отличие от птиц и летучих мышей, которые полагаются на развитые мышцы груди и крыльев, жуки-носороги раскрывают и прячут задние крылья без значимой мышечной активности. С помощью камер замедленной съемки исследователи пошагово описали, как жуки управляют задними крыльями.
Замедленная съемка пассивного раскрытия крыльев у жуков-носорогов
Инженеры воспроизвели последовательность действий и создали микроробота с убирающимися крыльями. Конструкция включала эластичное «сухожилие», облегчающее складывание и раскрытие крыльев с помощью взмахивающего движения. Эксперименты показали, что центробежная сила, возникающая при взмахах, достаточна для подъема крыльев.
Робот с пассивным управлением крыльями
По словам исследователей, микроробот достиг устойчивых полетных сил, сопоставимых с таковыми у конструкций с неубирающимися крыльями. Крылья робота в тестах уменьшались с 20 см до 3 см при складывании и развертывании за два цикла взмахов, убираясь в течение 100 мс после отключения двигателя.
Крылья летающих насекомых хрупкие, но они необходимы для таких действий, как уклонение от хищников, поиск пищи, миграция и спаривание. Для защиты этих жизненно важных структур многие насекомые могут складывать крылья вдоль тела, сводя к минимуму риск повреждения и помехи при движении по земле.
Исследователи полагают, что имитирующие такое поведение роботы подойдут для поисково-спасательных работ в ограниченном пространстве или наблюдения за реальными насекомыми в биологических исследованиях.
