Робот показує, як водомірки стрибають по воді.
Водомірки - маленькі комахи, які проводять своє життя ковзаючи поверхнею озер, ставків і струмків. Ефект поверхневого натягу, що використовується при цьому, дозволяє їм залишатися сухими і задоволеними. Дивлячись на чудові, швидкісні переміщення по поверхні води мимоволі виникає питання, за рахунок чого їм вдається це робити, ледве торкаючись води кінчиками ніг.
Водомірки також можуть стрибати, що набагато складніше зробити з поверхні води, тому що їм необхідно докласти істотного зусилля, щоб відірватися від поверхні, не порушуючи її цілісність. Як їм це вдається? Щоб дізнатися про це дослідники з Південної Кореї створили робота, що використовує принцип переміщення водомірки.
Перед стрибком водомірка піднімається вгору, плавно натискаючи на поверхню води і зміщуючи при цьому чотири ноги всередину. Вона робить це дуже обережно, щоб не розірвати поверхневий шар води, якщо це станеться розсіюється величезна кількість енергії та стрибки виявляються вкрай неефективними. Насправді вона розвиває обмежене, максимальне зусилля нижче за величину, яка руйнує поверхневий натяг води (близько 144 мН/м). При змиканні ніг комаха переміщає їх по поверхні води і здатна від неї відірватися, розвиваючи на 42 відсотки підвищене зусилля.
Створений за принципом водомірки робот має вагу 68 міліграм і довжину 2 см. Призначений для імітації поведінки водомірки, він використовує подібну конструкцію: дротяні ноги вкриті супергідрофобним матеріалом, а їх закінчення загнуті вгору, як у реальної комахи. Забезпечують стрибок «м'язи» зроблені за образом ніг блохи і засновані на ефекті катапульти. Коли вона запускається, крутний момент, що поступово збільшується, прикладається до ніг робота,зміщуючи їх плавно донизу і досягаючи максимального вертикального прискорення величиною 14 g.
Експерименти показали, що робот може відірватися від поверхні води з піковою швидкістю 1,6 м/с, внаслідок чого висота стрибка сягає 142 мм. Динамічне моделювання показує, що зусилля, що розвивається, на поверхні води становить 140 мН/м і є якраз ідеальним, тому що граничне значення - 144 мН/м. Цей робот краще стрибає на воді, ніж на суші, можливо, тому, що вода гасить вібрації ніг, що робить стрибки ефективнішими.