Новых роботов создают с помощью муравьев

Группа специалистов из Технологического института Джорджии (США) представила в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences статью с подробным описанием того, как перемещаются по тоннелям муравьи вида Solenopsis invicta. На сайте института подчеркивается, что эти работы проводились для того, чтобы разработать аналогичную систему перемещения роботов, создаваемых специалистами по робототехнике для работы в стесненных условиях.

Муравьи Solenopsis invicta, они же огненные импортные красные муравьи, в США пользуются дурной репутацией завезенного в 1930-е и затем распространившегося по всему югу страны вида. Большинство американцев знает их как опасных насекомых, чей укус весьма болезненен и в ряде случаев даже смертельно опасен; борьба с муравьями усложняется тем, что они обитают преимущественно под землей, причем иногда прокладывая тоннели на глубине до одного метра. Именно выбор подземной среды обитания, как утверждают исследователи, определил их стремление изучать огненных муравьев не как вредителей, а как образец для подражания. По словам ученых, эти муравьи сталкиваются со всеми теми проблемами, с которыми сталкиваются создатели роботов, призванных передвигаться в стесненных условиях.

Муравей, как и робот, перемещается по низким и узким тоннелям, имеет сравнительно мало данных о своем окружении и не располагает большим мозгом. Исследователи выпускали пойманных муравьев рыть тоннели в почве различного состава и влажности, а также позволяли им рыть норы между двумя стеклянными пластинками. Прозрачные пластины позволили сделать видеозаписи свободного перемещения насекомых по тоннелям и ученые установили, что внутри тоннелей скорость огненных муравьев практически не снижается. Перемещение по ходам происходит со скоростью свыше трех сантиметров или 9 длин тела в секунду, причем падения довольно редки и обычно компенсируются усиками или конечностями.

Использовав рентгеновскую томографию исследователи также определили строение тоннелей. Это подтвердило то, что вне зависимости от состава грунта или влажности почвы диаметр хода остается неизменным и примерно равным длине тела муравья, 3,5 миллиметра. По мнению специалистов это означает то, что насекомые оптимизируют размер ходов таким образом, чтобы в случае неизбежных на большой скорости падений возврат в нормальное положение происходил как можно быстрее и можно было при подъеме лучше опереться на стенки тоннеля. Как утверждается в сообщении университета, сама способность насекомых опираться на антенны оказалась для ученых полной неожиданностью.