Физики вывели законы движения по сыпучим поверхностям, и на их основе создали миниатюрного робота, способного быстро бегать по песку. В дальнейшем это поможет создавать аппараты для перемещения по другим планетам.
Результаты исследования, проведенного американскими учеными из Технологического института Джорджии, опубликованы в свежем выпуске журнала Science.
Занимаясь проектированием вездеходных роботов, авторы статьи столкнулись с необходимостью разработки нового отдела физики, посвященного движению по сыпучим телам. Они назвали его террадинамикой – по аналогии с аэро- и гидродинамикой. Новая наука позволила ученым избавиться от громоздких вычислений.
Например, раньше, с использованием метода дискретных элементов, у авторов работы на симуляцию одной секунды движения робота по 5 миллионам гранул уходил целый месяц. Теперь, благодаря законам террадинамики, они стали справляться с этой задачей всего за 10 секунд, что дало возможность оптимизировать роботов.
Исследователи опробовали положения террадинамики на конечностях миниатюрного шестиногого робота весом 150 грамм и длиной 13 сантиметров. При его разработке инженеры ориентировались на ящериц, способных бегать по песку. Напечатав на 3D-принтере ноги робота различной формы, ученые рассчитали их эффективность.
Оказалось, что наибольший шаг робот способен совершать на выпуклых ногах, в то время как плоские или вогнутые ноги увеличивают сопротивление. Эксперименты с роботом подтвердили справедливость террадинамических законов. В дальнейшем инженеры надеются по такой же схеме создавать аппараты для покорения других планет.
