След улитки

Дэвид Кетчпул

Способ передвижения улитки всегда приводил в замешательство биологов: они оставляют после себя слой слизи – красноречивый липкий след. Как получается, что чем быстрее улитки и слизни передвигаются – тем более густая слизь, а более тонкий слой слизи свидетельствует о большем сопротивлении?

След улитки

Чем гуще слой слизи, тем быстрее они передвигаются

В прошлом исследователи рассматривали слизней только с биологической точки зрения, а не под инженерным углом. Однако теперь инженеры решили изучить механические аспекты биологии улитки и создали прототип «робо-улитки» - робота, который должен имитировать способ передвижения большинства видов улиток.1,2,3Этот механизм длиной около 25 сантиметров, состоящий из проводов и элементов пластика, посылает серию медленных колеблющихся волн вдоль резиновой мембраны «ноги». Если робота поставить на тонкий слой слизи, он начинает ползти вперед.

Но почему инженеры заинтересованы в копировании такого крохотного и (фу!) скользкого создания?

Лидер исследовательской команды объясняет: «Если вы хотите построить механизм, который будет передвигаться по неровностям поверхности, лучше делать его маленьким. У улитки в данной сфере есть несколько преимуществ: у нее есть одна нога, она имеет небольшие размеры и может преодолеть любое препятствие».1 Исследователи также надеются, что изучение способа передвижения улитки по слою слизи поможет ученым лучше понять, как действуют жидкости в небольших объемах. Это необходимо для преодоления существующих препятствий для дальнейшего развития нанотехнологий (производства миниатюрных механизмов).

Человеческие технологии по-прежнему отстают от технологий улитки

Это еще один пример того, как инженеры обращаются к «природе», пытаясь разработать способы радикальным образом уменьшенных механизмов (эта сфера исследований называется «биомиметикой»). Одна из проблем, с которой сталкиваются инженеры, заключается в том, что по мере того, как они пытаются уменьшить механизмы в масштабах, жидкости начинают вести себя «странно».3 Чем меньше масштабы, тем более «липкой» становится жидкость. (Представьте себе, что вы водите пальцем по тарелке с кленовым сиропом. Чем тоньше слой сиропа, тем труднее двигать пальцем по тарелке). Это одна из разгадок секрета улитки: она использует именно этот принцип. www.vestaldesign.com

робо-улитка

То же самое наблюдается и при работе «робо-улитки» по мере того, как каждая из волн проходит по ее резиновому низу.2 Когда колеблющаяся волна движется вниз с наибольшей силой, а липкая жидкость имеет наименьшую густоту, жидкость, отталкиваемая с наибольшей силой, оказывает сопротивление. После каждой волны образуется зона высокого давления жидкости, и равнодействующая сила проталкивает улитку/робо-улитку вперед.3

Конечно же, робо-улитка не вырабатывает собственную слизь, как это делают настоящие улитки. Пытаясь сымитировать поведение слизи, вырабатываемой настоящими улитками, исследователи испытали два вида искусственных смазок – силиконовое масло и смесь глицерина с водой.1

Пока что созданные робо-улитки способны передвигаться только по гладким горизонтальным поверхностям. «У нас хорошо получается создавать механизмы, передвигающиеся по плоским поверхностям, но было бы полезно, чтобы они также могли передвигаться по неровным поверхностям». Ученые надеются, что однажды у них получится сконструировать уменьшенную версию (более похожую на размеры настоящей улитки), которая будет способна передвигаться по наклонной поверхности или даже по стенам,1,3 как это может делать настоящая улитка. Также они надеются, что им удастся скопировать другие методы движения улитки.2,4

Таким образом, на данный момент человеческие технологии по-прежнему отстают от технологий улитки. Складывается впечатление, что Создатель (Бытие 1, Римлянам 1:20) знал, что делает, создавая такой скользкий метод передвижение, не так ли?

Ссылки и примечания

  1. MSNBC News. Робот копирует стиль передвижения улитки. , 17 июля 2003. Вернуться к тексту.
  2. Роботоулитка. , 10 июля 2003. Вернуться к тексту.
  3. Гук Г. Ученые из Массачусетского университета копируют поступь улитки. Издание The Boston Globe, , 10 июля 2003. Вернуться к тексту.
  4. Различные виды улиток демонстрируют различные движения мышц во время передвижения вперед. Это не только обратные колебания, но и неизвестный вид «галопа» у некоторых улиток, к которому они прибегают, встретившись с хищником. Некоторые улитки используют комбинацию движений мышц и жгутиков - тонких ресничек на нижней поверхности ноги. У многих видов улиток нога разделена продольно. Вернуться к тексту.





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта