Новости

27 декабря 2002 г

Насекомоподобные роботы-шпионы не за горами?

Для насекомого воздух кажется таким же плотным, как для нас нефть или подобные субстанции. Американские ученые пытаются выяснить, как этим созданиям удается не только отлично летать, но и маневрировать в такой плотной среде. Если они найдут ответ на этот вопрос и смогут смоделировать подобные процессы, используя робототехнику, то нас может ждать появление множества микроскопических летательных аппаратов-роботов.

Как насекомые летают? Или другими словами: за счет чего они летают? До сих пор ученые не могут полностью ответить на этот вопрос. Несмотря на то, что уже несколько десятилетий назад науке удалось создать самолеты, которые могут летать на громадные расстояния, аэродинамика полета насекомых для ученых остается загадкой. Принцип полета самолета очень прост: воздух над крылом аппарата имеет меньшее давление, чем воздух под крылом, и этот дисбаланс удерживает самолет в воздухе. Но насекомые, обладающие, мягко говоря, минимальным интеллектом, совершают в воздухе сложнейшие маневры, которые не под силу даже самым высокотехничным самолетам. Насекомые разворачиваются быстрее любого реактивного истребителя и могут садиться даже на потолок.

Изучения полета обычных мух привели американского ученого Майкла Диккинсона к созданию робота-мухи v Robofly v в 100 раз более крупного по габаритам, чем его природный прототип. Если Диккинсону и его соратникам удастся раскрыть секрет полета мухи, то, по его словам, полученные знания могут позволить инженерам создавать автоматические летательные аппараты размером с рисовое зернышко. Такие аппараты могли бы использоваться для освоения космоса, спасательных работ при пожарах, а также для шпионства и в военных целях (возможно даже, в первую очередь).

Работы по изучению полета насекомых ведутся уже десятки лет, но до сих пор им не удалось объяснить природу подъемной силы, которая удерживает насекомых в воздухе. По словам Диккинсона ни один компьютер на Земле не может вычислить, какие силы позволяют насекомым летать, и поэтому сам ученый решил сконцентрироваться на измерении этих сил, а не на объяснении их.

Произвести измерения на живом насекомом в полете невозможно: даже самые миниатюрные искусственные сенсоры не поместятся на крыле мухи. Для решения этой проблемы во время работы в немецком Биологическом Институте Макса Планка Диккинсон сконструировал роботизированное крыло из пластика.

Для проведения экспериментов необходимо было учесть один очень важный момент, а именно то, что свойства воздуха различны для человека и для насекомого. Нам воздух кажется невесомым, а насекомому v плотным и густым. Диккинсон определил, что механическое крыло шириной 10 см, помещенное в емкость с сахарным сиропом, испытывает такое же влияние окружающей среды, как и крыло обычной плодовой мухи-дрозофилы при полете.

Специальный мотор, управляемый компьютером, двигал крыло вверх вниз. С помощью сенсоров, установленных на крыле, были произведены измерения. Эксперименты с роботомухой позволили определить несколько способов или "уловок", с помощью которых мужа держится в воздухе (например, вращение крыльев между взмахами).

Параллельно с изучением физики полетов насекомых Диккинсон сотрудничал с учеными, занимающимися робототехникой. Он участвовал в проекте Калифорнийского университета по созданию LМикромеханического Летающего Насекомого¦. Это устройство размером в один дюйм имело одно крыло и могло летать только на привязи. Главной проблемой этого "насекомоподобного" робота была батарея v слишком большая для такого маленького робота и недостаточно мощная, чтобы обеспечить продолжительный полет.

Для изучения того, как и за счет чего мухи маневрируют в полете, Диккинсон изготовил специальный симулятор в виде пустого цилиндра диаметром 15 см со встроенными 12 тысячами светодиодов. Назвал он это устройство Rock-and-Roll Fly Arena .С его помощью Диккинсон смог сформулировать набор правил, которыми, как он считает, руководствуется муха при воздушных маневрах. Когда муха приближается к какому-либо объекту, он увеличивается в ее глазах. Если для одного глаза он вырастает больше, чем для другого, муха поворачивается, чтобы облететь этот объект. Если объект вырастает прямо на ее пути, муха выставляет вперед лапки и садится на него.

Чтобы проверить эту теорию, Диккинсон и его команда изготовили специальную машину, которую они назвали Flyball. Flyball, оснащенный видеокамерой перемещался по Їарене¦ со случайным набором белых и черных квадратов, посылая видеоизображения на компьютер. Компьютер по правилам, выведенным Диккинсоном, определял траекторию машины. Если эти правила верны, то камера должна пройти такой же путь, какой бы прошла настоящая муха.

По словам самого Диккинсона, ему трудно представить тот день, когда ему удастся найти ответы на все интересующие его вопросы в этой сфере. LЧем больше мы изучаем полет мух, тем больше мы убеждаемся, как мало мы в этом понимаем¦, - говорит он.

Подпись 1:

При полете плодовая муха-дрозофила (Drosophila melanogaster) машет крыльями с частотой 200 раз в секунду v это один из самых сложных аэродинамических феноменов в природе; фотоснимок такого пролета, сделанный с выдержкой 1/1000 секунды.

Подпись 2:

Как запахи влияют на полет насекомых?

В этом "летном симуляторе" тысячи светодиодов создают для мухи (в центре) иллюзию свободного полета. Диккинсон и его ассистенты изучают, как на характер полета насекомого влияют различные запахи.

Подпись 3:

ROBOFLY

Как летают мухи?

Диккинсон и его коллеги изучают аэродинамику полета насекомых с помощью этой емкости, наполненной нефтью. Два пластиковых "крыла" (внизу) симулируют движения крыльев насекомых. Сенсоры фиксируют процессы и силы, связанные с "полетом" этих крыльев.

Подпись 4:

Как мухи выбирают маршрут полета?

С помощью симулятора FLY-O-RAMA, оснащенного стереовидеосистемой, команда Диккинсона изучает, как мухи, основываясь на информации об окружающей их среде, решают, куда лететь, где повернуть и куда садиться.

Подпись 5:

ROCK-AND-ROLL FLY ARENA

Как мухи управляют своим полетом?

Этот симулятор "виртуальной реальности" позволяет ученым наблюдать, как мухи пользуются своими "приборами управления" для корректировки полета и реагируют на изменяющиеся световые рисунки на стенках симулятора.

версия для печати

SMS

Сообщите коллегам о последних новостях, пресс-релизах и сведениях из Каталога компаний через наш SMS-гейт.

Смотрите также

18 октября 2013 г

 • Fujifilm XQ1: компактная камера Х-серии
 • Обновление Kaspersky Security для SharePoint Server
 • Fujifilm X-E2: эволюция легендарной X-E1
 • UserGate Web Filter с глубоким анализом контента

17 октября 2013 г

 • Обрано оператора домену .УКР
 • Android-троянец скрывается от антивирусов, используя очередную уязвимость
 • Розетка, которая всегда под рукой
 • "Яндекс" выяснил, что украинцы ищут о свадьбе
 • Седьмая версия продуктов ESET NOD32 Antivirus и ESET Smart Security
 • МТС снижает стоимость мобильного Интернета в роуминге
 • Ультратонкий внешний накопитель ADATA Dash Drive Elite SE720
 • Объективы Sony с байонетом E для полнокадровой матрицы

16 октября 2013 г

 • Philips открывает путь к хирургии для Google Glass
 • Нові зміни в складі членів ІнАУ
 • Киевстар приглашает студентов на стажировку
 • «Лаборатория Касперского» совершенствует защиту для мобильных устройств
 • Autodesk приобретает технологии Graitec по проектированию конструкций

15 октября 2013 г

 • Mio Technology заключила договор с компанией «Навигатор»
 • Horizon – платформа браузерных расширений для операторов мобильной связи
 • В Харькове открылся крупнейший датацентр в Восточной Украине «Onehostpower»