# Дерек Маллер: «Секретные роботы-насекомые из MIT — зачем они нужны?» Источник: https://www.youtube.com/watch?v=H6q6pYZ9Fho Канал: Veritasium Опубликовано: 21.01.2025 --- ## Роботы-насекомые: миниатюрные технологии на грани фантастики [[JUMP:0:00]] Будущее робототехники может оказаться неожиданно маленьким: ученые создают механизмы размером с насекомых, способные летать, плавать и преодолевать препятствия, которые кажутся непреодолимыми для объектов такого масштаба. Исследователи из MIT и других ведущих лабораторий мира работают над тем, чтобы научить эти микроскопические устройства автономно перемещаться в пространстве, выполняя задачи от спасательных операций до сложной диагностики техники. Ведущий канала Veritasium Дерек Маллер (Derek Muller) изучил, как работают эти крошечные «насекомые» и с какими физическими вызовами сталкиваются их создатели. ## 🧪 Физика на микроуровне: борьба с поверхностным натяжением [[JUMP:0:55]] Для роботов массой менее 200 миллиграммов — что сопоставимо с весом двух хлопьев Cheerios — окружающий мир меняется фундаментально. Главным препятствием становится поверхностное натяжение воды, которое для таких малых объектов превращается в непреодолимую стену. Чтобы справляться с этим физическим барьером, разработчики применяют оригинальные инженерные решения: * **Газовая плавучесть:** Один из роботов-подводных лодок использует процесс расщепления воды на водород и кислород. Газы скапливаются в специальной камере, создавая подъемную силу, необходимую для вывода хрупких крыльев из воды без их поломки. Для выхода в воздух используется электрический искровой разряд, который взрывает накопленный газ и «выстреливает» робота на 30 см вверх. * **Электростатический пробой:** Другая модель использует большие водоотталкивающие медные накладки на ногах. При подаче напряжения в 600 вольт создается заряд, разрушающий гидрофобный барьер, что позволяет роботу погружаться под воду по команде. [Image of surface tension physics] ## 🪰 Уроки природы: полет и прыжки [[JUMP:4:31]] Полет насекомых сильно отличается от полета птиц или самолетов. Из-за крайне малого масштаба, объекты испытывают огромное сопротивление воздуха по отношению к их массе и практически не обладают инерцией. Вместо планирования, роботы-насекомые вынуждены совершать сотни взмахов крыльями в секунду. * **Механика полета:** Взмахи крыльев создают вихри над их краями, формируя зоны низкого давления, которые буквально «всасывают» робота вверх. * **Природное вдохновение:** Конструкторы часто подсматривают решения у живой природы. Например, робот, вдохновленный формой семян клена, использует их способность генерировать подъемную силу при вращении. * **Энергоэффективность:** Чтобы продлить время работы, инженеры используют комбинированные методы перемещения. Робот из Городского университета Гонконга оснащен прыгающим механизмом, что увеличивает время его работы с 6,3 до 50 минут. ## 🦾 Мягкие мышцы и самоисцеление [[JUMP:8:41]] Ранние версии роботов использовали пьезоэлектрические кристаллы, но они были слишком хрупкими — малейший удар приводил к поломке. Современная разработка MIT — искусственные мышцы из полимеров, покрытых углеродными нанотрубками. Эти мышцы работают как конденсаторы: подача противоположных зарядов заставляет слои притягиваться, растягивая полимер, а одинаковых — отталкиваться, заставляя его сжиматься. Примечательно, что такие «мышцы» обладают свойством самоисцеления: при проколе или повреждении поврежденные участки нанотрубок могут просто выгорать под действием тока, предотвращая короткое замыкание. Ученые даже разработали «лазерную хирургию» для роботов, позволяющую изолировать особо крупные повреждения. ## 🚒 Применение: от турбин до спасения людей [[JUMP:11:28]] Микророботы решают реальные бизнес-задачи, где стоимость осмотра оборудования крайне высока. * **Технический осмотр:** Робот HAMMER, вдохновленный тараканом, способен бегать по вертикальным металлическим поверхностям. Rolls-Royce и Harvard работают над использованием HAMMER для инспекции трещин в реактивных турбинах, что позволяет экономить десятки тысяч долларов на разборке двигателей. * **Поисково-спасательные работы:** Главная цель — создание дешевых, прочных и автономных «роев», способных проникать в завалы, где работа крупных машин невозможна. Дерек Маллер отмечает, что стоимость материалов для одного робота составляет всего несколько долларов. ## 🕵️‍♂️ Этика и будущее автономии [[JUMP:14:48]] Технология вызывает закономерные опасения, связанные с приватностью и сценариями «роботов-шпионов» из научно-фантастических произведений, таких как сериал «Черное зеркало». Исследователи подчеркивают, что сейчас роботы зависят от внешних источников питания, сенсоров и вычислительных мощностей. Тем не менее, в лаборатории MIT уже испытывают автономные «прыгающие» модели с собственными микроскопическими двигателями внутреннего сгорания. Двигатель объемом с копейку работает на метане, используя эластичную мембрану в качестве поршня. По словам ученых, их основная мотивация — научное любопытство и решение фундаментальных технических проблем, а вопросы этического контроля технологий должны решаться обществом коллективно.