Принцип длинных ушей: чем кролики вдохновили создателей беспилотников
В Сети можно найти видео, где кролики ходят на передних лапах. Зачем они так делают? Дело в том, что некоторые зверьки не умеют прыгать. Данный феномен в природе встречается крайне редко и связан с мутацией гена, отвечающего за интенсивность взаимодействия нервных клеток спинного мозга. Если в гене происходит поломка, кролик не может скоординировать движения задних лап и ходит на передних. Как еще нас могут удивить кролики? И чему они могут нас научить? Об этом рассказали эксперты программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Услышать врага
На южном побережье Великобритании стоят объекты, напоминающие заброшенные станции космической связи. На самом деле это гигантские локаторы времен Первой Мировой войны. Тысячи тонн бетона были нужны для того, чтобы как можно раньше услышать рокот германских дирижаблей, которые летели бомбить Туманный Альбион. Конструкцию, работающую как кроличьи уши, сегодня назвали бы параболической антенной.
«Если я возьму параболическую формулу, то есть то, что мы все рисуем в школе в восьмом классе, и направлю вдоль оси Y параллельные пучки на параболу и отражу их, они все соберутся в одной точке. Эта точка называется фокусом параболы», - уточняет доктор физико-математических наук Николай Колачевский.
В фокусе бетонного зеркала параболы круглые сутки находился человек с хорошим слухом. Позже звуковые локаторы сделали мобильными и размещали на автоприцепах. В армиях разных стран также использовались индивидуальные параболические локаторы.
Электронный мозг
В ходе испытаний в американском штате Флорида беспилотный автомобиль на ночной дороге «разглядел» кролика. Электроника запустила процесс экстренного торможения и объезда препятствия. Кролик остался жив благодаря собственным ушам. Все потому, что в основе беспилотных технологий лежит принцип кроличьих ушей. Сенсоры улавливают отраженный сигнал и при обнаружении опасности отдают команду электронному мозгу автомобиля. Точно так же устроены и бетонные «уши» в Великобритании. С той разницей, что вместо электронных мозгов в начале прошлого века тревогу поднимал живой человек.
Совершенный радар
Принцип действия кроличьих ушей реализован в спутниковых антеннах, микрофонах и радиооптических фазированных антенных решетках - сокращенно РОФАР. Эта новейшая оптическая система способна заменить все антенны боевой машины одним локатором. Он будет видеть самолеты и даже беспилотники на расстоянии 500 километров. Благодаря использованию широкого диапазона частот оператор РОФАР способен заглянуть «внутрь» объекта, попавшего в зону покрытия. На экран радара выведут его 3D-изображение. РОФАР очень устойчив к помехам и его невозможно обмануть. Радару все равно, какой самолет попал в зону видимости. Не спасут ни специальные геометрические формы, ни радиопоглощающие материалы и покрытия.
Разработчики киборгов
Кролики представляют ценность не только для военных, но и для робототехников. Задние лапы этих животных обладают огромной силой и имеют сложную мускульную систему. Ее взяли за основу при проектировании электронных приводов.
«Взять какого-нибудь киборга, или уже какую-то наноруку, ее протез, который содержит гораздо больше машинных волокон. Здесь вдохновлялись в том числе и кроликами. Потому что такое строение мышечной ткани обеспечивает лучшую сократимость мышц», - говорит зоолог Ян Ермолов.
Скорость и обтекаемость
Обратите внимание: во время бега кролик всегда прижимает уши. И это вовсе не от страха. Так ушастый зверь увеличивает скорость.
«Вытянутая форма ушей буквально позволяет обеспечить лучшую аэродинамику того же зайца или кролика, когда он в момент опасности удирает от потенциального хищника. Если бы у него были круглые уши как у летучей мыши, то далеко с такими ушами он не забежал бы», - делится Ян Ермолов.
В современных самолетах это работает примерно так же. Предкрылки - отклоняющиеся элементы механизации крыла - помогают лайнеру снизить скорость при взлете и посадке. Во время крейсерского полета они убираются для лучшей обтекаемости воздухом, сокращая расход топлива и улучшая скоростные характеристики.
Климат-контроль
А еще уши кролика - это самый настоящий радиатор. Они помогают снизить температуру тела во время быстрого бега.
«Естественно, для организма это может быть смертельно опасно. И вот здесь уши кролика и зайца работают как прекрасный механизм теплоотведения. У них расширяются сосуды на ушах, и развевающиеся по ветру уши являются, по сути, такими охладителями», - делится зоолог Наталья Трошина.
В автомобиле все устроено точно так же. Тепло от двигателя отводит радиатор, расположенный в передней части кузова над бампером. Если авто эксплуатируется при очень низких температурах, например, на Крайнем Севере, радиатор защищают специальные автоматические жалюзи.
«Они в нужный момент открываются, закрываются, и тем самым система управления двигателем самостоятельно регулирует количество набегающего воздуха, регулирует температуру двигателя», - рассказывает механик Александр Герасименко.
Кролик с приходом холодов тоже включает свою «заслонку» - прислоняет большие уши к телу, чтобы избежать переохлаждения.
Костные наушники
Время от времени кролики бьют лапами по земле. Это условный сигнал для сородичей, который означает: рядом опасность. Но как они его слышат на расстоянии в сотни метров? Большие уши здесь уже не помогут.
«Слух идет не через уши, а через кость. Кости, хрящи и, собственно, внутреннее ухо могут представлять собой единую систему восприятия звука через тело, минуя барабанную перепонку», - поясняет Наталья Трошина.
На этом же принципе основана работа слуховых аппаратов костной проводимости. Они помогают слышать людям, которые потеряли такую возможность из-за повреждения барабанной перепонки. Костные наушники выбирают и те, кто занимаются спортом. В них намного безопаснее бегать и ездить на велосипеде. Ведь ушная раковина открыта, а значит, можно вовремя услышать опасность.
Инсайты инженерной мысли, история, научная аналитика и тайны нашей планеты - об этом и многом другом смотрите в выпусках программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко. Каждый вторник в 23:30 на РЕН ТВ!