Физики из Университета Орегона выяснили, как пауки определяют, куда на паутине попала добыча. Для этого исследователи использовали масштабную модель паутины и набор сенсоров, исполнявших роль робопаука. Оказалось, что плохое зрение членистоногие могут компенсировать способностью различать различные по частотам вибрации. О своей работе физики рассказали на ежегодной встрече Американского Физического Общества в Балтиморе, кратко о докладе сообщает Physics, видео испытаний опубликовано на сайте BBC.
Исследователи создали двухметровую модель паутины, состоявшую из восьми радиальных линий и спиральной нити, соединявшей их между собой. В центре паутины физики поместили «робопаука», анализировавшего частоты и амплитуды колебаний радиальных линий. Затем колебания одной из нитей провоцировали с помощью акустических волн сабвуфера, используя разные частоты. Ученые ожидали, что выбранная нить будет колебаться сильнее остальных, что и будет основным указанием для паука.
На практике зависимость оказалась сложнее. При частотах колебаний ниже резонансной частоты колебаний сети данные, получаемые пауком совпадали с гипотезой. Однако при дальнейшем повышении частоты физики увидели, что для каждой из радиальных линий существовала частота, при которой ее вибрации практически останавливались. По словам исследователей, пауки могут пользоваться этими эффектами для локализации добычи, и, возможно, для определения типа попавшегося насекомого.
Ранее физики применяли в научных и инженерных целях других роботов, имитирующих животных. К примеру, робозмею научили с помощью лазера сваривать трубы, а роборыбы оказались весьма пугающими для своих живых прообразов. Создать робочервяка удалось даже в наномасштабе, а орнитоптер — робот-летучая мышь — совсем недавно был напечатан на 3D-принтере.
Владимир Королёв
Он пригодится на Марсе, Луне и ледяных спутниках планет-гигантов
Инженеры разработали концепцию робота для будущих миссий по изучению пещер на Марсе, Луне и ледяных спутниках планет-гигантов. Проект ReachBot описывает устройство с несколькими конечностями, которые способны раскладываться и дотягиваться до удаленных точек, на которых можно закрепиться с помощью захвата с металлическими шипами, сообщается в отчете NASA. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера С тех пор как орбитальные исследовательские аппараты подтвердили существование пещер под поверхностью Марса и Луны, ученые не перестают размышлять над их полноценным исследованием. Помимо ценной информации об истории формирования небесного тела, в пещерах, куда не проникают ультрафиолетовые солнечные лучи и космические заряженные частицы, могли бы сохраниться и следы внеземной жизни. До последнего времени все подвижные роботы, предназначенные для изучения других планет, разрабатывались с расчетом, что они будут передвигаться только по сравнительно ровной поверхности. Поэтому они имеют относительно простое четырех- или шестиколесное шасси, которое устойчиво и не требует много энергии, но, к сожалению, не позволяет передвигаться по крутым каменистым склонам и скалам, и потому не подходит для исследования пещер. Инженеры под руководством Марко Павоне (Marco Pavone) из Стэндфордского университета уже несколько лет работают над многоэтапным проектом ReachBot для NASA, развивающим концепцию робота, способного перемещаться по пещерам и скалам со сложным рельефом, недоступным для других видов роботов при разных уровнях гравитации. Его главная особенность заключается в необычном способе передвижения. Вместо колес или ног у него есть несколько гибких удлиняющихся конечностей, на конце которых располагаются захваты с множеством мелких металлических шипов, которые цепляются за малейшие неровности на каменной поверхности. Аналогичный способ удержания на вертикальных поверхностях применялся в прототипе робота-скалолаза LEMUR, разработанном Лабораторией реактивного движения NASA. За счет металлических шипов робот может удерживать свое положение, распределив свой вес между несколькими конечностями, пока подыскивает следующую точку опоры для одной из них. Ожидается, что ReachBot сможет передвигаться не только по стенам и потолку, но и по полу как обычный ходячий робот. Однако на данной стадии проектирования конкретной конструкции для конечностей еще нет. Разработчики оценили параметры робота для миссии по исследованию марсианской лавовой трубки с высотой от пола до потолка порядка 30 метров. Это должно быть устройство массой около 10 килограмм, с восемью конечностями, способными развертываться до 20 метров в длину, оборудованное камерами и лидаром для навигации и прокладывания маршрута, а также для картографирования окружения. На предыдущих этапах были разработаны алгоритмы движения робота на плоскости, а также построен примитивный прототип ReachBot. В качестве четырех конечностей на нем используются стальные измерительные рулетки, оснащенные механизмом поворота, который позволяет «наводить» их на объект. После чего другой механизм раскручивает рулетку, на конце которой расположен захват с металлическими шипами. Робот умеет определять положение предметов вокруг с помощью визуальных меток, дотягиваться до них конечностями, ухватываться с помощью захватов и подтягивать себя в нужном направлении. В будущем разработчики планируют построить версию, которая способна двигаться в трехмерном пространстве. https://www.youtube.com/watch?v=Q6uvS_19OcA Существуют и другие концепции исследования инопланетных пещер, куда нет доступа колесных роботам. Одна из них предполагает использование нескольких четвероногих роботов Spot Mini. Каждый из членов группы будет отличаться от других, иметь свою роль и помогать другим.