Когда дело доходит до разработки роботов, которые могут эффективно перемещаться по воде, ученые регулярно обращаются за вдохновением к таким существам, как кальмары и медузы, а британская исследовательская группа только что создала робота, который может плавать как лучшие из них.
Мягкий и гибкий робот использует новый метод движения, чтобы двигаться так же, как самый эффективный пловец, встречающийся в природе, и обладает набором характеристик, которые, по словам его создателей, хорошо подходят для работы в хрупких и чувствительных подводных средах.
Робот был создан командой инженеров из Саутгемптонского и Эдинбургского университетов, которые черпали вдохновение у Ушастой Аурелии (Aurelia aurita), или лунной медузы, которую считают самой эффективной пловчихой в природе.
Робот имитирует движения этого морского существа с помощью того, что инженеры называют «двигательным колоколом».
Он состоит из резиновой мембраны, которая охватывает набор из восьми напечатанных на 3D-принтере гибких ребер с небольшим поршнем, расположенным в верхней части тела робота.
Этот поршень действует на движущий колокол, заставляя его расширяться, а затем многократно возвращаться к своей первоначальной форме, создавая струи жидкости, которые продвигают робота через воду.
Это имитирует технику плавания, используемую медузами, и когда в колокол ударяют с правильной частотой, робот может плавать со скоростью одна длина тела в секунду, что эквивалентно эффективности Aurelia aurita. Это явление известно как резонанс и относится к сильным вибрациям, возникающим в результате приложения силы с правильной частотой, подобно тому, как ребенка толкают на качелях.
По словам ученых, это первый раз, когда резонанс был продемонстрирован как форма движения в подводном аппарате, и такая техника позволяет роботу плавать в 10-50 раз эффективнее, чем сопоставимые подводные роботы, приводимые в движение винтами.
«Предыдущие попытки привести в движение подводных роботов с помощью струйных систем заключались в проталкивании воды через жесткую трубку, но мы хотели пойти дальше, поэтому мы внесли эластичность и резонанс в имитацию биологии», – говорит соавтор работы Тьерри Бужар. «Я был действительно удивлен результатами, я был уверен, что конструкция будет работать, но эффективность робота оказалась намного выше, чем я ожидал».
Поскольку робот имеет мягкий и гибкий внешний вид, ученые считают, что однажды он может оказаться полезным при исследовании хрупкой окружающей среды, такой как коралловые рифы, археологические памятники или районы, часто посещаемые людьми-пловцами.
Теперь команда ученых сосредоточит свое внимание на оснащении робота технологиями, необходимыми для такого рода приложений.
«Есть еще много проблем и захватывающих возможностей, которые можно исследовать с помощью мягких подводных робототехнических технологий, – говорит доктор Габриэль Веймут из Саутгемптонского университета. – Теперь мы стремимся расширить концепцию этого робота до полностью маневренного и автономного подводного транспортного средства, способного ориентироваться в окружающей среде”.
Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics, а видео ниже показывает робота в действии.
Источник: