Паутинные черви подскажут решения для создания подводных роботов

Паутинные черви подскажут решения для создания подводных роботов

Паутинные черви являются голопелагическими организмами, то есть проводят всю жизнь в водной толще. Это студенистые существа размером с арахис, которые считаются полихетами. При этом они совершенно не оправдывают название своего класса, переводящееся не иначе как «множество щетинок». Конечности паутинных червей голые, они ничем не покрыты. Кроме того, у них отсутствуют перегородки – тонкие полоски ткани, придающие многим их сородичам характерный сегментированный вид. Паутинные черви больше похожи на странную помесь воздушного шарика и листа папоротника.

Обрисованные различия носят не только эстетический характер. Они позволяют паутинным червям двигаться уникальным, завораживающим образом. У этих существ по тринадцать и более пар параподий – небольших, похожих на весла ножек. Каждая из этих конечностей, в принципе, выполняет функцию названного мореходного приспособления, только если на той же галере гребцы стараются работать веслами синхронно, параподии движутся сами по себе. Этот шаблон именуется метахроннным ритмом, и чем-то напоминает волну, которую любят запускать футбольные болельщики на стадионах. В то же время, паутинные черви изгибают свои пластичные, наполненные жидкостью тела из стороны в сторону, как некоторые рыбы.

Этот уникальный стиль плавания привлекает внимание специалистов, изучающих способы перемещения под водой. В частности, ученых из научно-исследовательского института аквариума Монтерей-Бей (MBARI). Эти люди спустили в морские глубины дистанционно управляемый подводный аппарат, с помощью которого выловили нескольких паутинных червей. Затем они высокоскоростными камерами засняли, как те плавают. Проанализировав записи, ученые увидели, что каждый цикл движения параподий состоит из силового гребка и восстановительной фазы. Первый толкает червя вперед, а вторая возвращает конечность в исходное положение.

Исследователи смогли разглядеть, что во время гребка параподии удлиняются, увеличивая площадь воздействия, а в восстановительной фазе сокращаются, уменьшая сопротивление. Более того, на замедленной съемке ученые заметили, что то же самое происходило с двумя утолщениями на конце каждого параподия. Они растягивались при гребке, а потом сокращались. Но метахронный ритм – не единственное, что позволяет успешно плавать паутинным червям. С помощью математических моделей исследователи выяснили, что свою роль играют и извивающиеся движения туловища. Они обеспечивают всего около трети скорости червя, но гораздо важнее то, что их «волны» позволяют усиливать гребки каждой из параподий.

Исследователи считают, что их открытия могут иметь практическое применение. Например, в виде создания роботов и транспортных средств, перемещающихся под водой. Предлагается, в частности, подумать о разработке гибких винтов, напоминающих конечности паутинных червей. Также инженеры могли бы попытаться сделать пластичных роботов, имитирующих изгибающееся из стороны в сторону туловище этих морских существ. Естественно, это довольно сложная задача, если учесть дополнительную нагрузку на корпус. Однако первым этапом может стать сегментирование «тела» робота на жесткие секции меньшего размера. Время, как говорится, покажет, но науке не впервой подсматривать технологии в природе. И почти всякий раз это дает превосходные результаты.

Вас также может заинтересовать

Оставить комментарий

Другие записи из раздела Открытия