Бегущие по волнам: секрет водомерок поможет в создании роботов

В новой статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters, китайский физик Юй Тянь рассказал, как случайно нашел зацепку, которая помогла не только раскрыть секреты скольжения по воде этих ловких насекомых, но и найти способ точного измерения массы любого плавающего объекта.

Как-то раз, когда ученый сидел в парке возле пруда и наблюдал за бегающими по его поверхности водомерками, его внимание привлекли формы теней от насекомых, видневшихся на дне водоема. Например, при взгляде на тень, казалось, что на оконечностях ножек водомерки есть крупные каплеобразные выросты, но у самого насекомого ничего такого не было.

Это навело физика на мысль, что искривления воды под воздействием веса водомерки искажают тени. Развивая внезапную идею, Юй Тянь придумал, как использовать степень этого искажения для сверхточного вычисления силы Архимеда, которая помогает насекомому держаться на воде, и ряда других параметров.

По словам ученого, зная геометрию тени, отбрасываемой объектом на воду, можно с высокой точностью определить искривление водной поверхности под ним, а значит, и объем этой водяной ямки, и затем вычислить силу выталкивания с помощью закона Архимеда. Чтобы выполнить измерения, достаточно фонарика, прозрачного сосуда, воды и простой камеры.

Кроме того, китайский физик и его команда в ходе наблюдения за тенями от водомерок выяснили, что они периодически подносят ножки ко рту и наносят на них водоотталкивающий воскообразный материал для лучшего скольжения и удержания тела на плаву. По мнению Тяня, результаты исследования могут быть использованы для разработки передвигающихся по воде роботов.