Птицы, змеи и даже насекомые: как роботы-животные помогают людям

А вы тоже, когда слышите "робот", все еще представляете себе что-то такое – простого механического человечка? Хотя нас давно уже окружают роботы-пылесосы, умные колонки и даже роботы-собаки.

Жук-микроробот – забавная вещица. На самом деле это тоже робот. И над созданием подобных электронных насекомых трудятся лучшие умы планеты. Но для чего нам все эти робомуравьи, робожуки и робопчелы? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Тараканы-киборги: поиск людей под завалами

В программе показали кадры из китайской провинции Хунань. В апреле 2022 года в городе Чанша обрушилось шестиэтажное здание. Под завалами оказались десятки человек. Пять с половиной суток многие из них числились пропавшими и ждали помощи. Пробраться к людям мешали разрушенные конструкции и груды щебня. 

Во время трагедии в Китае погибли 53 человека. Вытащить живыми успели лишь десятерых. В таких операциях счет идет на секунды. Спасатели прочесывают завалы и обследуют их тепловизорами. Но на это уходит слишком много времени. 

А что, если помогать людям будут… тараканы? Не спешите брезгливо морщиться. Ведь эти насекомые быстро бегают и пролезают в любые щели. А значит, сумеют в короткий срок обследовать место происшествия. Но как заставить их спасать людей? Ответ нашли Сингапурские ученые. Они превратили мадагаскарского таракана в киборга.

На спину насекомому прикрепили своеобразный рюкзак с микрокомпьютером. Внутри – датчики, которые фиксируют опасную концентрацию газов. И инфракрасная камера с тепловизорами. Она позволяет тараканам находить людей под завалами. А чтобы насекомые не разбегались в разные стороны и искали пострадавших на заданном участке, ученые придумали систему дистанционного управления. 

"Мы подсоединили к телу насекомого электроды и микрочип. И смогли заставить его двигаться в нужном направлении. Если посылать электрический сигнал на правый бок, таракан бежит влево. И наоборот. А если задействовать оба электрода, насекомое двигается вперед, но заметно ускоряется", – рассказал старший научный сотрудник лаборатории тонкопленочных устройств при Научно-исследовательском институте RIKEN Кенджиро Фукуда.

Бегать по завалам такой киборг способен долго. Микрокомпьютер на спине таракана работает от солнечных батарей. Одно насекомое может прочесать территорию в сто квадратных метров. Оператор управляет тараканом и следит за сигналами, которые поступают с датчиков.

"И для оператора такого таракана необходимо быть полностью включенным в процесс, необходимо 500 тараканов, чтобы заполнить здание и найти этих выживших. То есть это нужно 500 человек, которые управляют этим конкретным тараканом и ведут его в нужную сторону", – сообщил руководитель отдела разработки программного обеспечения Дмитрий Конышев.

Пусть и в тандеме с человеком, но пострадавших таракан все-таки найдет. А вот вытащить не сможет.

Роботы-муравьи: транспортировка грузов и пострадавших

Механические муравьи, созданные учеными из Стэндфорда, могут перемещать груз, который весит в две тысячи раз больше их самих. Это как если бы человек мог сдвинуть с места 150-тонного синего кита. Четыре таких компактных робота запросто смогут транспортировать человека. А небольшая колония – приподнять арматуру или бетонную плиту. Чтобы добиться таких результатов, разработчики сделали робомуравью лапы как у геккона. Они позволяют ему намертво прилипать к поверхности. 

"Робот-муравей цепляется за поверхность и не скользит по ней благодаря особому покрытию основания – биостимулированному клею. Этот материал представляет собой пучок мельчайших резиновых волосков. Если потянуть робота за веревку, которой он крепится к предмету, волоски прилипают к поверхности, а если отпустить, они отскакивают", – рассказал исследователь из Стэнфордского университета Карен Хилл.

Вот только внушительная грузоподъемность требует большого расхода энергии. Батарейки могут сесть в самый ответственный момент, когда муравей транспортирует груз. Куда надежнее подключить его к кабелю. И отправить работать буксировщиком на фабрику или завод.  

А как еще животные-роботы могут помогать людям в повседневной жизни? И способны ли они предотвращать катастрофы? 

Робот-змея: ремонт труб под водой

Тараканы-киборги помогают спасать людей, а механические муравьи – эвакуировать пострадавших с места ЧП. Но животные-роботы способны не только бороться с последствиями, но предотвращать катастрофы. 

На видео представлена наглядная демонстрация того, как робот-змея ремонтирует трубы под водой. Разработка норвежских ученых предназначена для устранения дефектов на нефтепроводах. Она помогает избежать аварий и исключить случаи разлива нефти, которые чреваты экологической катастрофой.  Пятиметровая змея обследует трубы и передает изображение диспетчеру. Если человек видит поломку, робот приступает к ремонту. 

"Эта змея может выполнять любые виды работ – заменить клапан или удалить морские отложения. Делать это ей позволяют манипуляторы, которые смонтированы на обоих концах машины. Она сможет ухватиться за что-то одной "рукой" и выполнить нужную операцию другой стороной", – рассказал соучредитель и технический директор компании-создателя робота  Пал Лильебак.

Такие змеи могут нести вахту на глубине пятисот метров целых полгода. И сами заряжаться по мере необходимости на специальных подводных станциях. А для чего людям нужен робот-краб?

Робот-краб: помощник под землей

Робот-краб, которого придумали в Калифорнийском университете, будет помогать людям под землей. Он умеет зарываться на глубину благодаря небольшим тканевым ковшам, которые закреплены на клешнях. Такой робот сможет зондировать почву и брать пробы грунта. Для этого разработчики планируют оснастить его специальными датчиками и манипулятором.   

 "Он сможет определять, подходит ли участок для строительства или для сельского хозяйства. А также  выявлять заражение почвы. В будущем мы планируем использовать краба и на Луне. Эти маленькие роботы действительно способный выполнять сложные задачи. Сейчас мы работаем над тем, чтобы научить копать робота глубже, уменьшить корпус и улучшить конструкцию ног, сделать их более прочными", – рассказала инженер Ханна Стюарт.

Проект пока на начальной стадии. До практического применения крабов еще далеко. 

Роботы-соколы: отгоняют птиц от самолетов

А вот другие роботы уже трудятся в аэропортах Канады и Германии. Придуманные в Нидерландах механические соколы помогают предотвращать крушения самолетов. Они патрулируют территорию аэродромов и распугивают реальных птиц. Попадание пернатых в двигатели грозит серьезными авариями. Обычно их отгоняют пропановыми пушками и акустическими установками. Но к ним птицы быстро привыкают, в отличие от соколов-роботов. 

"Птицы генетически запрограммированы на то, чтобы бояться хищников – так они выживают. А наши робоптицы не просто выглядят, как соколы и орлы, они преследуют других птиц и явно дают понять, кто тут хищник, а кто – его жертва", – рассказал генеральный директор компании-создателя робота Нико Нидженхейс.

Робот-пчела: будущий помощник в космосе

Инженеры научились заменять роботами не только реальных птиц, но и насекомых. Эта робопчела на видео размером с булавочную головку. И теоретически она может опылять растения. Но придумали ее не для работы в саду. Датчики, которые имитируют органы зрения и усики пчелы, воспринимают и передают оператору объемное изображение. 

Электронное насекомое – микроразведчик, способный проникать практически везде. Инженеры из Гарварда научили робота не только летать, но также плавать и нырять. Как и настоящая пчела, робот может трудиться бесконечно долго.

"Даже самые маленькие доступные батареи весят намного больше, чем робот. Поэтому наша робопчела работает на  солнечных батареях. И практически не потребляет энергию. Ей нужно всего 120 милливатт энергии – меньше, чем лампочке на гирлянде", – отметил профессор технических и прикладных наук Гарвардского университета Роберт Вуд.

Над этим роботом в Гарварде работают уже 15 лет. Но для чего ученым вообще понадобилась электронная пчела? Они уверены: насекомое станет незаменимым помощником в космосе. Крохотные разведчики легко обследуют марсианские каналы, лунные кратеры и даже в ядовитых облаках Венеры не пропадут.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.