Новый робот-медуза плавает не хуже лучшего пловца в дикой природе
Инженеры спроектировали мягкого робота, способного двигаться в воде благодаря резонансу купола, имитируя стиль плавания медузы
Робот был создан командой инженеров из Саутгемптонского и Эдинбургского университетов, которые черпали вдохновение у Aurelia aurita, или лунной медузы, которую считают самым эффективным пловцом в природе. Робот имитирует движения этого морского существа с помощью того, что инженеры называют «движущим 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 пробивает движущий «колокол», заставляя его расширяться, а затем многократно возвращаться к своей первоначальной форме, создавая струи жидкости, которые и продвигают конструкцию сквозь воду.
Такая система имитирует технику плавания, используемую медузами, и когда в колокол ударяют с правильной частотой, робот может плавать со скоростью одной длины 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 подталкивают ребенка 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 аналоги, приводимые в движение пропеллерами.
«Предыдущие попытки привести в движение подводных роботов с помощью струйных систем заключались в проталкивании воды через жесткую трубку, но мы хотели пойти дальше, поэтому внесли эластичность и резонанс в имитацию биологии», — пояснил соавтор Тьерри Бужар. «Я действительно удивлен результатами: мы были уверены, 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 сосредоточит свое внимание на оснащении робота технологиями, необходимыми для такого рода приложений.
Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics, а видео ниже содержит необработанные кадры заплыва робота в водоеме:
