Тараканы учат роботов бегать по пересечённой местности

Реакция человека на появление таракана в собственном доме, да и где бы то ни было, приблизительно одна и та же – как можно скорее прихлопнуть его, да и дело с концом. Кажется, этих насекомых не любит никто, кроме учёных и инженеров. Благодаря своей способности проникать в самые узкие щели и выживать в тяжёлых условиях, тараканы давно служат источником вдохновения при создании роботов. Считается, что в будущем управляемые армии механических жуков смогут быстро обследовать районы, пострадавшие от ураганов и землетрясений, а возможно, и проводить разведку на других планетах.

Впрочем, существующие модели роботов хоть и научились пролезать через щели и демонстрировать чудеса гибкости, по-прежнему не могут похвастаться той же ловкостью и скоростью, что и живые тараканы. Теперь же команда специалистов из Университета Джона Хопкинса решила вернуться к истокам и досконально разобраться в двигательных способностях насекомых, чтобы позволить роботам максимально приблизиться к оригиналу.

Чэнь Ли (Chen Li) и его коллеги из Лаборатории Террадинамики проводят исследования на стыке биологии, физики и робототехники. А помогает им в этом группа американских тараканов, длина каждого из которых составляет около пяти сантиметров. В своей лаборатории учёные построили настоящую полосу препятствий с барьерами и рвами и установили вдоль неё высокоскоростные видеокамеры для регистрации малейших движений ног и тел тараканов, пытающихся преодолеть преграды.

"В тропических лесах, где они живут, плотная растительность, много опавших листьев, ветвей и корней, — говорит Ли в пресс-релизе. – Насекомые постоянно сталкиваются с этими препятствиями. Мы пытаемся понять, как они преодолевают такой сложный ландшафт, чтобы затем передать эти знания улучшенным роботам".

Анализ замедленной съёмки показал, что тараканы испытывают некоторые трудности при преодолении ступеней выше собственного роста и глубоких впадин. На бегу они часто врезаются в стену, но быстро ориентируются и, отклоняя тело, перескакивают через преграду.

Учёные не ограничились организацией тараканьих бегов с препятствиями и уже использовали некоторые наблюдения, чтобы усовершенствовать собственную модель механического жука.

Они установили на спине шестиногого робота своеобразный плавник, который наклоняется вперёд и назад. Это позволяет устройству смещать центр тяжести и преодолевать препятствия подобно живым насекомым. В результате робот смог прыгать на 50% дальше и на 75% выше, чем до модернизации.

Теперь команда планирует провести испытания системы в более сложных условиях и проверить, сможет ли механический таракан бегать по руинам здания. А результаты текущего исследования были изложены в двух статьях, опубликованных в журнале Bioinspiration & Biomimetics (первая и вторая).

Кстати, пользу от тараканов получают и другие исследователи. Например, учёным удалось превратить живых насекомых в управляемых киборгов.