События Передвигаться через песок гораздо сложнее, чем плыть сквозь толщу воды или парить в воздухе, поскольку песок ведет себя одновременно и как жидкость и как твердое вещество. Практически не существовало модели, чтобы описать движение такой субстанции, как песок. И уже, тем более, невозможно было выработать какую-либо эффективную модель перемещения сквозь песок!
Однако в природе существует создание, которое не только спокойно передвигается сквозь песок, но и буквально плывет в нем безо всяких усилий! Речь идет о сцинке обыкновенном (Scincus scincus). Эта ящерица, длиной 15-20 см, прекрасно приспособлена к жизни в песчаных пустынях. Команда ученых под руководством Дэниела Голдмана (Daniel Goldman) и Райана Маладэна (Ryan Maladen) из Технологического института в Атланте, штат Джорджия, решили выяснить, каким образом этим удивительным созданиям удается передвигаться сквозь песок. В результате исследования было обнаружено, что когда ящерица полностью погружается в песок, она первым делом подгибает под себя свои конечности и начинает проталкивать свое тело вперед, извиваясь из стороны в сторону.
Работая с Полом Умбанховером (Paul Umbanhowar) из Северо-западного Университета в Эванстоне, штат Иллинойс, команда ученых загрузила результаты своих исследований в компьютер, создав соответствующую компьютерную модель. Эту модель они использовали, чтобы создать змееподобного робота, тело которого состоит из семи сегментов и способно двигаться сквозь песок средней зернистости.
Вдохновленные результатами своей работы, ученые создали 35-ти сантиметрового робота, который состоит из семи алюминиевых сегментов, связанных между собой шестью маленькими моторами. Вся эта конструкция была обшита спандексом – специальной тканью из полиуретанового волокна – для того, чтобы предотвратить засорение и последующую блокировку движков.
Затем ученые испытали робота, что называется, на прочность, "запустив" его в специальный контейнер, наполненный пластиковыми шариками около 6-ти мм в диаметре. Робот двигался волнообразно в этой субстанции с частотой движений, соответствующей частоте подобных движений ящерицы, которая передвигается сквозь песок. По данным замеров, робот, с каждым волнообразным движением, продвигался вперед примерно на треть длины своего тела. Это ненамного меньше того расстояния, на который способен погружаться при движении сквозь песок сцинк обыкновенный – примерно на 40 % длины своего тела с каждым циклом движений.
Как считает Голдман, этот робот в скором времени вполне сможет соперничать с ящерицей по скорости движения сквозь песок. Для этого роботу добавят еще несколько сегментов, что сделает его движения более проскальзывающими.
Хови Чозет (Howie Choset), конструктор роботов из Университета Карнеги-Меллона в Питсбурге, штат Пенсильвания, считает, что физики и биологи, работающие параллельно и совершающие открытия в области робототехники, в один прекрасный день объединят свои усилия. И именно тогда "это смешение интересов поможет глубже понять многие вопросы, связанные с биологией и многие вещи, связанные с роботостроительством".
Команда ученых под руководством Дэниела Голдмэна и Райана Маладэна собирается представить своего робота на ежегодной научной конференции, посвященной робототехнике, которая состоится на следующей неделе в Зарагозе (Zaragoza), Испания.
