Способность жуков-водомерок легко прыгать и скользить по поверхности воды уже давно привлекала ученых, занимающихся разработкой необычных роботов. Около года назад команда китайских ученых из Харбинского технологического института и Фонда естествознания Китая под руководством профессора Кинмин Пэна (Prof. Qinmin Pan) создала первого десятиногого робота-водомерку, который мог передвигаться по поверхности воды. За прошедшее с того момента время ученые создали нового микроробота-водомерку, который может выполнять более сложный трюк, нежели его предшественник – совершать прыжки на поверхности воды без риска погрузиться потом под воду.
Жуки-водомерки перемещаются и прыгают на поверхности воды, равномерно распределяя их крошечный вес на их длинные конечности. Ножки этих насекомых покрыты крошечными волосинками, которые за счет воздуха в промежутках между ними увеличивают плавучесть насекомого. Но микроробот, вес которого составляет 11 грамм, что в 1100 раз больше веса жука-водомерки, имеет больший риск преодоления сопротивления поверхностного натяжения и погружения в воду.
Исследователи использовали компьютерное моделирование, что бы изучить силы, за счет которых жуки-водомерки удерживаются на поверхности воды. Они пришли к выводу, что для того, что бы дать своему роботу возможность без риска утонуть передвигаться и прыгать на поверхности воды, им требуется применить супергидрофобные материала, материала, поверхность которых абсолютно не смачивается водой. В конструкции нового робота были использованы площадки, контактирующие с водой, из микропористого материала на основе никеля. Микроскопические пузырьки этого материала, заполненные воздухом, практически исключают контакт материала с водой, придавая ему гидрофобные свойства и положительную плавучесть.
Двигательная система микроробота-водомерки состоит из миниатюрного электродвигателя постоянного тока и единственного механизма, который позволяет роботу передвигаться по воде шагами, длиной 35 сантиметров, что в два раза превышает размеры самого микроробота. Так же, за счет этого же механизма робот может прыгать в высоту на 14 сантиметров. Такая подвижность и маневренность робота дает ему возможность легко уклоняться от препятствий во время движения, а в случае необходимости, легко их перепрыгивать.
Вероятно, что в недалеком будущем, такие роботы-водомерки, самостоятельно передвигающиеся по поверхности воды, смогут использоваться для контроля состояния воды в различных водоемах. Так же таких роботов можно будет использовать в военных целях, для выполнения задачи по разведке и наблюдению. Описание работы, проделанной китайскими исследователями, было опубликовано в последнем выпуске журнала “ACS Applied Materials & Interfaces”.
