У осьминогов украли секрет для рукавицы с захватом

Группа учёных из Технологического института Вирджинии под руководством профессора Майкла Бартлетта создала захват по принципу присосок осьминога, способный быстро брать и отпускать под водой предметы сложной формы и с относительно большой массой.

Возможность манипулировать камнями, ракушками, мягкими шарами и так далее может стать мощным инструментом, например, для подводных спасательных операций.

Бартлетт сказал, что изначально его восхищало, как крепко осьминог может схватить что-то, а затем мгновенно отпустить. Животное делает это под водой, несмотря на шероховатость и кривизну предметов, и это, по сути, — настоящее чудо природы.

Чтобы повторить успехи «рукастых» моллюсков, Бартлетт с товарищами обратили внимание на строение органов осьминога. В частности, изучили внешнюю структуру воронкообразной присоски. Это вдохновило исследователей на создание захвата-фиксатора. Он состоит из эластичного изогнутого стебля с активной подвижной мембраной, меняющей форму для сцепления с различными поверхностями. Функционирует устройство за счёт управляемых перепадов давления на рабочей поверхности.

В результате искусственная «осьминожья» присоска при активации делается в 1000 раз сильнее по сравнению с ней же при высвобождении удерживавшегося предмета. Важное достоинство изобретения состоит в скорости переключения между режимами удержания и отпускания — это занимает всего около 30 миллисекунд!

Созданная по примеру органа осьминога присоска прочно крепится к различным поверхностям, включая шероховатые, изогнутые и неровные предметы, а также к имеющим свойства жидкости, то есть к чему-то податливому. С помощью подобного инструмента аквалангист или ныряльщик сможет удерживать скользкий предмет, не сжимая, а также быстро выпускать при необходимости.

Возможности технологического новшества продемонстрировали при сооружении аккуратно сложенной подводной кучки камней, причём различных размеров, форм и шершавости. Для этого их надо было аккуратно подбирать и точно отпускать, чтобы «пирамидка» не развалилась. А также в ходе экспериментов удавалось легко захватывать и отпускать желеобразные шарики.



Использованный для присоски материал — эластомер на силиконовой основе — обеспечивал надёжную и длительную фиксацию. В одном эксперименте сила фиксации оставалась постоянной в течение 100 циклов. В другом — учёные удерживали присоской неровный изогнутый камень под водой более недели, а затем произвольно выпустили его в нужный конкретный момент. Скорость функций — критически важное свойство, например, в ходе спасательных работ, когда необходимо перемещать под водой предметы с максимально возможной резвостью.

Успех научного проекта был поэтапным. Ранее Бартлетт создал компанию Octa-Glove, название которой объединяет слова «осьминог» и «рукавица». Предприятие предлагает желающим крепления типа «осьминог», оснащённые лидарными датчиками, то есть лазерными сенсорами. Устройства с помощью таких сенсоров обнаруживают находящиеся поблизости предметы и прикрепляются к ним прочно, но бережно. Присоски можно отсоединить в любой момент, высвобождая объект. Они связаны с лидаром с помощью микроконтроллера, чтобы распознавание объекта сочеталось с активацией, имитируя работу нервной и мышечной систем осьминога.

Разработанная рукавица может стать ценным инструментом для дайверов-спасателей, подводных археологов, для оказания медицинской помощи или любой другой работы, связанной с необходимостью крепко держаться за мокрые или подводные предметы. А очередное исследование, о котором здесь изначально шла речь, увеличило возможности инструмента, сделав специфический захват ещё более надёжным.

Бартлетт добавил, что коллектив Octa-Glove как никогда близок к моменту полного воспроизведения невероятной способности осьминога точно захватывать предметы и манипулировать ими.