Техника - молодёжи 1983-01, страница 55

ПРОБЛЕМЫ И ПОИСКИ

ровности. Иное дело гладкие поверхности. По ним муха ступает пульвиллами, поднимая свои коготки вверх. Но здесь возник новый вопрос. За счет какой силы муха удерживается на гладкой поверхности? Биологи утверждают, что пульвиллы прижимает к плоскости образовавшийся под ними вакуум. Так ли это? Ведь еще французский исследователь Деллит поставил опыт, заставивший усомниться в том, что дело здесь в вакуумных присосках. Он прикрепил лапу геккона, нагруженную гирькой, к стеклу. Затем откачал из-под нее воздух. Лапа продолжала висеть. Исходя из своего эксперимента, Дел-лит пришел к выводу, что силу прикрепления обеспечивает не обычное присасывание, а что-то другое. _f Мы решили окончательно убедиться в справедливости этого предположения. С целью опровержения вакуумного механизма прикрепления пульвиллы к гладкой поверхности проделали такой опыт. Поместили под микроскопом рыжего таракана, прикрепившегося к нижней стороне предметного стекла, и замерили площадь контакта пуль-вилл со стеклом. Затем насекомое взвесили и подсчитали величину удельной силы сцепления пульвилл с опорной поверхностью. Она составила 10 килограммов на квадратный сантиметр. Это почти в десять раз превосходит максимально возможную силу, достигаемую при полном разрежении. Каждый знает, что величина атмосферного давления составляет около 1 килограмма на квадратный сантиметр. Таким образом, отпало укоренившееся представление о том, что насекомые удерживаются на гладкой поверхности с помощью присосок.

И ряд других моих предположений пришлось отвергнуть. Так, напрашивалась мысль об электрическом взаимодействии, поскольку нервные окончания пульвилл очень развиты и пронизаны секреторными железами, выделяющими при движении ровный слой бесцветной жидкости. Пришлось испытывать муху на проводниках и изоляторах, в различных электрических и магнитных полях. Во всех условиях она вела себя одинаково. Вопрос об электровзаимодействии также отпал сам собой.

После многочисленных экспериментов и долгих размышлений я пришел к выводу, что прочное сцепление пульвилл мухи с гладкими поверхностями обеспечивает адгезия — склеивание. Так родилась гипотеза об управляемом склеивании. Косвенно ее подтверждало отсутствие мышц с подводом энергоносителя — крови. А раз насекомому не требуется много крови, значит, процесс прикрепления-

разделения пульвилл с поверхностью малоэнергоемкий.

Но какова же механика управляемого склеивания? Ясно одно, что приказы «отклеиться» и «приклеиться» поступают не из центральной нервной системы насекомого. Дело в том, что процесс перевода секрета из исходного состояния — от момента касания пульвиллой опорной поверхности до полной фиксации — и противоположный процесс, когда пульвилла отделяется, длится ничтожно малое время — менее 0,0001 секунды. А на формирование команд из этого времени тратится лишь незначительная часть. Значит, все управление сосредоточено в лапках. Это во-пер-вых. Во-вторых, переход секрета из жидкого состояния в твердое и обратный процесс могут совершаться только рекомбинационным путем — за счет внутренней перестройки структуры вещества. В этот момент, по-видимому, изменяется электрический заряд (на это энергия почти не расходуется) и силы склеивания ослабевают или возрастают в зависимости от того, прикрепляется или разделяется пульвилла с опорной поверхностью.

В ходе экспериментов удалось заметить одно замечательное свойство секрета, выделяемого мухой. В соответствии с гипотезой управляемого склеивания необходимо, чтобы поверхность пульвиллы после отделения от поверхности самоочищалась. В противном случае из-за налипших загрязнений движение вскоре стало бы невозможным. Но ведь с побеленного потолка мухи не сваливаются. Догадку удалось подтвердить на практике. Для этого потребовался очередной эксперимент.

На стекло мы нанесли водную суспензию зубного порошка и высушили ее. Половину поверхности тщательно протерли и только после этого стали «гонять» по ней муху. Под микроскопом было ясно видно, что, перебегая по загрязненному участку стекла, муха не оставляла следов на чистом. Заметили мы также, что при отрыве ножки в момент прохождения забеленной поверхности кусочки , побелки срывались и пульвилла самоочищалась.

Изучив окончательно состав секрета и механизм управления склеиванием, можно не только создать уникальное транспортное средство, но и сделать переворот в ряде отраслей народного хозяйства. Например, овладев таинствами мушиного клея, человек способен усовершенствовать ряд производственных технологий в химической промышленности. Научимся мы выпускать не-загрязняющуюся одежду, самоклеящиеся обои и многое другое.

Отдав должное заманчивым пер

спективам, которые нарисовал М. С. Клавдиев, мне все-таки захотелось поближе познакомиться с проектом транспортного средства, в основу которого он положил принцип движения мухи. Изобретатель назвал его «шагающий робот-адге-зоход». Да простит меня Михаил Сергеевич, мне по душе пришлось другое имя механического устройства — «мухоход», усдышанное в популярной телевизионной программе «Это вы можете».

Итак, перед нами шагающий ро-бот-адгезоход. В данном случае он больше похож на паука. В сферический корпус вмонтировано шесть ног. На концах каждой из них расположены искусственные пульвиллы в виде башмаков с упругой подушкой, пропитанной клеящим составом. Каждая группа ног оснащена приводами горизонтального и вертикального направления, благодаря которым имитируется шагание.

В корпусе «мухохода» размещен резервуар с клеящей жидкостью, которая время от времени подается в пульвиллы-подушки. Здесь же находится источник питания — обыкновенный аккумулятор. Его мощности вполне достаточно, поскольку потребление электроэнергии мало. Процесс шагания осуществляется по тому же принципу, что и у насекомого. Только здесь «командуем» бортовая мини-ЭВМ. Она периодически включает и отключает питание на каждую группу ног. В момент, когда одна из них приклеивается, другая перемещается в выбранном направлении.

В качестве клея можно использовать жидкие магниты. Они уже широко используются на практике. Их отвердение и ожижение в магнитном поле происходит практически мгновенно. Прямой и обратный процессы могут совершаться неограниченное число раз. В магнитном поле жидкие магниты затвердевают настолько прочно, что из них производят, правда с добавками абразивных порошков, режущий инструмент. Их силы сцепления, разумеется, достаточно для удержания «мухохода» в вертикальной плоскости.

Что касается секрета, выделяемого насекомыми, и процесса управления склеиванием, то их тайны еще до конца не отгаданы. Но уже сейчас технические возможности, по мнению М. С. Клавдиева, позволяют определить состав клеящего вещества.

Воссоздать механизм склеивания, считает изобретатель, также не представит больших трудностей. Технические средства для этого есть. Нужно лишь объединить усилия заинтересованной группы конструкторов, биологов, специалистов по электронике.

53