Дублирование змеиного пресмыкания с помощью математических формул

Дублирование змеиного пресмыкания с помощью математических формул

Ученые издавна удивляются возможностям змей передвигаться, не имея ни щупальцев, ни других конечностей, уникальности их кожного покрова и другим особенностям.

Некоторые представители биологических, физических и других наук уже проводили исследования по изучению закономерностей в жизнедеятельности змей и анализировали возможность воплощения подобных черт в других сферах. Сейчас же свои силы объединили математики, физики и инженеры, чтобы с точностью выразить в виде формул движение пресмыкающихся змей. В дальнейшем планируется использовать имитацию их передвижения в медицине, создавая по змеиному подобию роботов.

Динамику змеиного движения по разнообразным видам рельефа удалось вывести, задействовав в физико-математических формулах все силы, которые во время передвижения действуют на существо. Затем данные выражения были применены к специальному стержню, который способен менять свою кривизну и не растягиваться при этом. В данном исследовании принимали участие два итальянских ученых, и их помощники. Сам опыт заключался в имитации напряжения мышц змеи с помощью данного приспособления, при движении по кривой линии и по заданному маршруту, без скольжения боком.

Выведение точных систем уравнений для правильного движения стержня было достигнуто благодаря обозначению граничных величин (пределы траекторий и сред). Для демонстрации своего успешного опыта исследователи записали видеоролик с прохождением дистанции стержнем. В отличие от предыдущих попыток осуществления подобных затей, в данном опыте были учтены и боковые силы воздействия на двигающееся существо, что дало возможность более точно повторить траекторию змеиного передвижения.

В дальнейшем ученые планируют усовершенствовать свое открытие добавлением множества изменяемых параметров при задании характера пути змею-роботу. Все описанные действия выполняются для пользы в различных отраслях медицины. В частности, при изготовлении и применении зондов и “умных” скальпелей. Они будут способны проникать к нужному органу без повреждения тканей, благодаря извилистому характеру движения и точной формуле для индивидуальных значений. Возможно применение подобных приспособлений и в других областях медицины, жизненных сфер. Для этого достаточно изменить задаваемые значения в формулах и сам изготавливаемый объект змеиного подобия. Исследователи готовы подвергнуть опыт некоторым изменениям для достижения оптимальных характеристик для определенной сферы применения.

Опубликовано Рубрики Статьи