Исследование жука-вертячки для создания биовдохновлённых роботов

Учёные из Университета Теннесси под руководством доцента Минцзюня Чжана раскрыли секрет энергоэффективности жука-вертячки (whirligig beetle), известного быстрым движением по поверхности воды.

Ключевые открытия:

• Разделение функций ног: Каждая из трёх пар ног выполняет свою задачу.
• Альтернативные траектории: Криволинейное движение оказалось энергетически выгоднее прямолинейного за счёт попеременного способа отталкивания ногами.
• Техника взлёта: Для перехода от плавания к нырянию жуки двигают ногами в разных направлениях, создавая силу для изменения угла наклона тела и преодоления поверхностного натяжения воды.
• Увеличение площади: "Плавательные пластинки" (swimming laminae) на ногах раскрываются для увеличения площади поверхности и создания большей тяги.

Исследование, опубликованное в PLOS Computational Biology, объединило высокоскоростную микроскопическую съёмку, динамическое моделирование и симуляции.

Применение в робототехнике:

Полученные принципы природы используются для разработки энергоэффективных механизмов движения биовдохновлённых плавающих и ныряющих роботов. Работа ведётся при поддержке программы Young Investigator Program Управления военно-морских исследований (Office of Naval Research) с грантом в $170 000 ежегодно в течение трёх лет (с 2011 года).