Прыгающие бобы подсказали новый алгоритм движения роботов

Уникальность так называемых прыгающих бобов состоит в том, что у них почти нет вычислительных мощностей или сенсоров. Внутри боба мексиканского кустарника живут личинки моли, подвешивающие себя на сети шёлковых ниток к внутренней оболочке боба. Если солнце нагревает боб, личинка может погибнуть. Поэтому при нагревании бобы «прыгают» или «катятся», становясь транспортными средствами личинок.

В случае скачков личинка удерживается на внутренней поверхности одним концом своего тела и ударяет по этой же поверхности другим концом. Чтобы катиться, она поступает как хомяк в колесе: быстро перебирает ложноножками, стоя на месте внутри боба, и заставляет округлую оболочку перекатываться. Чем выше температура, тем выше прыгучесть, позволяющая двигаться быстрее перекатывания. При 45 градусах Цельсия боб подпрыгивает 40 раз в минуту, перекатываясь (благодаря округлой форме) после прыжка.

Робототехнике этот вариант подходит, ведь у личинки нет глаз или ушей. Она «понимает» только ИК- и УФ-излучение, причём опосредованно, через чувство тепла. При этом, подпрыгивая, она при относительно небольшом количестве прыжков быстро находит тенистое место, где дожидается весны. И всё это учитывая, что личинка не выбирает направление, в котором ей двигаться.

В опыте, проведенном исследователями, использовались раскаляемые в процессе «гонок бобов» стальные формы для выпекания хлеба, подогреваемые с одного конца («старт») и холодные с другого («финиш»).

Несмотря на то, что все бобы на вид двигаются одинаково, к финишу они приходят в разное время. По словам исследователей, на самом деле движение бобов статистически довольно предсказуемо. Из 550 движений дюжины бобов, участвовавших в опытах, 85% составили прыжки, 14% — перекатывание и 1% — кувырки, сочетающие в одном движении качение и подпрыгивание.

Чтобы выбрать самое холодное место, делается прыжок №1. Если температура снизилась, начинаются прыжки на меньшую дистанцию или перекатывания. Если наоборот — снова следует прыжок на большую дистанцию. Если после прыжка №2 температура окажется выше, чем после прыжка №1, начинается движение назад, но не прыжком, а перекатыванием, с меньшей скоростью. При всей внешней простоте схемы оказалось, что часть бобов следует ей точнее, раньше приходя к финишу, а часть справляется хуже.

По словам разработчиков алгоритма, они уже опробовали его на серийном колёсном роботе и пришли к выводу, что система весьма перспективна. Теперь они собираются заняться разработкой нового микроробота, основывающегося на алгоритме прыгающих бобов. Авторы говорят, что такой робот может быть не сантиметровым в диаметре, как оригинал, а гораздо меньшим и при этом нуждающимся лишь в самой элементарной электронике и нетребовательным к энергоснабжению, пишет Phys.Org.