Инженеры из США выяснили, как можно создать "блоху из Левши"

27.04.2018 0:16 14

Инженеры из США выяснили, как можно создать

МОСКВА, 26 апреля Американские математики и инженеры основали программу, которая позволяет повторять устройство ног блохи, рук раков-богомолов и других беспозвоночных чемпионов по силе удара и скорости движения, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Как правило, самыми сильными, зоркими и быстрыми существами на Земле, с учетом разницы в размерах, являются не млекопитающие или другие позвоночные существа, а насекомые и прочие беспозвоночные.

К примеру, муха-ктырь может за доли секунды нацеливаться на жертву с очень небывалого расстояния и почти гарантированно уличать ее, а морские раки-богомолы ударяют по панцирям своих жертв так же сильно как пуля, выпущенная из мелкокалиберной охотницкой винтовки. Ноги кузнечиков и цикад могут подбрасывать их на высоту, превышающую их протяженность в 100 раз, и перемещать их на расстояния, эквивалентные длине двух футбольных пустотелее для существа размером с человека.

Конструкторы роботов, как рассказывает Патек, давно пытаются позаимствовать эти изобретения природы и создать на их основе роботов, подобных стальной блохе из Левши Николая Лескова. Несмотря на все усилия, все подобные проекты почти всегда проваливались, так как принципы работы ног и клешней насекомых оставались тайной для инженеров.

По словам авторов статьи, ученые достаточно давно знают, что часть ног этих супер-животных похожи по своему устройству на пружины, однако загадкой для них оставалось то, как они взаимодействуют друг с другом и что управляет их формой и размерами. Патек и ее коллеги пошли ответ на этот вопрос, создав компьютерную модель двух нестандартных катапульт, подбрасывавших камешек в воздух.

Первая из них была похожа по своему устройству на мускулы – ее сердцем скандалил мощный мотор, разгонявший лапу катапульты до высокой скорости и заставлявший груз вылетать из нее. Вторая была устроена иначе – она состояла из пружины и мотора, который удерживал ее до запуска доставленный груза, а затем отпускал. Пружина выпрямлялась и запускала камень в воздух.

Как показали эти расчеты, подобные катапульты работали примерно с одинаковым КПД в тех вариантах, если масса забрасываемого ядра была достаточно большой, около 5-10 грамм и более. С другой стороны, при уменьшении массы груза эффективность деятельности пружинной катапульты росла с невероятно высокой скоростью. К примеру, она разгоняла камень массой в 0, 1 грамма в десятки раз лучше, чем ее мускульная конкурентка.

Получив подобные результаты, ученые проанализировали то, как работали биологические пружины в конечностях супер-животных. Это помогло им вывести набор формул и параметров, которые позволяют подвернуть оптимальные размеры, жесткость и другие свойства пружин, которые можно применять для создания кибернетической блохи Левши и прочих роботов, не уступающих беспозвоночным в умении прыгать, бить кулаками и быстро двигаться.

Источник

Следующая новость
Предыдущая новость

Наборы для детского творчества как условие гармоничного развития ребенка Протезирование зубов Отличная кухонная мебель от ViVakitchen Рекомендации для начинающих на Форекс Встраиваемая бытовая техника хорошего качества

Последние новости