Юный Натуралист 1984-02, страница 12

10

Именно от количественного соотношения органических и минеральных частей в различных участках кости и зависит ее прочность.

В физике известно такое явление, как резонанс. В одних случаях резонанс играет положительную роль, а в других — совсем наоборот. Живая костная система может также войти в резонанс, ведь каждая нога словно маятник раскачивает ее. И тогда костная система может разрушиться. Но на самом деле этого не происходит. При беге животного возникает периодический сбой ритма — каждый очередной мах конечности состоит из чередующихся ускорений и замедлений. Очевидно, при конструировании шагающих машин инженерам придется учесть и это замечательное предохранительное свойство.

Конечно, слепо копировать природу — дело рискованное. Пока нельзя требовать от шагающих роботов всего того, что может делать животное. Пока роботу не нужно столь виртуозно владеть своим телом. Кости, составляющие ногу лошади, могут совершать тринадцать независимых друг от друга перемещений. Машине, вероятно, хватит для начала пяти-шести.

Заинтересовала киевских биоников и работа различных групп мышц конечностей животных. В лаборатории ученые получили записи их биоэлектрических токов. Для этого обычно в средней части мышцы вживлялись очень тонкие электроды, улавливающие малейшие электрические биотоки, которые генерируются при каждом сокращении мышцы. Подобные слабейшие импульсы поступают на усилитель, а с него на прибор, регистрирующий их на бумажной ленте. Так удалось выяснить, что только пятая часть из сорока мышц ноги собаки работает, как говорится, на передвижение, другие же остаются как бы про запас, на случай чрезвычайных перегрузок.

Раньше считали — если работает сгибающая мышца ноги, разгибающая отдыхает. И наоборот. Но оказалось, что это совсем не так. Мышцы передают движение друг другу, словно эстафету. Заканчивает одна, а другая уже включается в работу. Потом обратная передача эстафеты, и снова с некоторым

опережением. Так работают мышцы при беге.

А вот что происходит во время прыжков. Ученые подсчитали: если бы стокилограммовая шагающая машина прыгнула с пятого этажа на свои металлические ноги, они непременно бы поломались. У горного же барана таких «поломок» не бывает. Их мышцы ведут себя как сложная система амортизаторов. После приземления они включаются не одновременно, а поочередно одна за другой. И так до тех пор, пока не поглотят всю энергию полностью.

Эти и многие другие исследования киевских биоников углубляют наши представления о конструировании искусственной ноги. Изучая живые эталоны, ученые вносят все новые поправки в существующие представления. Так какой же тогда будет шагающая машина? Идея создания ее не нова. Еще в конце прошлого столетия выдающийся русский математик П. Л. Чебышев впервые создал модель стопохода. Машина стала постоянным экспонатом Московского политехнического музея. А ее технические потомки еще только робко, словно дети, учатся шагать. Всем им не хватает замечательных качеств «живых» ног. А башмаки первого стопохода и сейчас описывают в воздухе кривую, напоминающую траекторию стопы шагающего человека. Кто знает, может быть, чебышевский стопоход станет прообразом шагающих автоматов? Но есть и другое направление поиска. Более чем за десять лет работы здесь, в лаборатории, исследованы многие животные: лошади, собаки, волки, олени, кенгуру, обезьяны, ежи, бобры, медведи, различные виды мелких грызунов.

— Сегодня,— заканчивает Савва Филимонович Манзий,— мы накопили такой объем знаний, который позволяет нам сделать следующий шаг — начать экспериментальное конструирование шагающих роботов. Да, колесо пока незаменимо. Но я уверен, что на земле найдут применение такие автоматы-роботы, которые будут не катиться, а именно шагать.

В. ЗАВОРОТОВ Рис. В. Перльштейна