Роботизированный кальмар может сравниться по энергоэффективности с реальными животными и может быть полезен для проектирования подводных лодок следующего поколения.
У настоящих кальмаров есть маленькие плавники, которые они используют для осторожного маневрирования, но когда требуется большой прирост скорости, они всасывают и выбрасывают воду, чтобы двигаться. Исследователи уже какое-то время пытаются создать робота-кальмара, который имитирует это реактивное поведение. Сегодня команда под руководством Габриэль Веймут в Университете Саутгемптона, Великобритания, он открыл способ повысить эффективность этих роботов, чтобы вдохновить подводную лодку будущего.
Робот-кальмар
Веймут и его коллеги создали робота, похожего на зонтик, с восемью напечатанными на 3D-принтере пластиковыми планками, покрытыми резиновой мембраной. Робот-кальмар изгибается наружу, чтобы всасывать воду, и сжимается, чтобы вытолкнуть ее, обеспечивая необходимую тягу для движения.
Исследователи экспериментировали с работой робота в диапазоне различных частот открытия и закрытия. Затем они сравнили входную и выходную энергию, чтобы измерить эффективность.
Команда обнаружила, что запуск импульсов воды на естественном резонансе машины (частота, на которой робот естественно имеет тенденцию к работе) видел достижение эффективности 100 раз больше относительно более высоких или низких скоростей, соответствующих самый эффективный кальмар, встречающийся в природе.
Это намного лучше. Мы почти не верим в это. Непременно будет слабость
Габриэль Веймут, Саутгемптонский университет
От робота к подводной лодке будущего
Сделав это, робот-кальмар, разработанный Саутгемптоном, сможет воспользоваться преимуществами своего упругого тела. Закройтесь и помогите усилить его следующий толчок.
Это как раскачивать кого-то на качелях, просто раскачивая их в нужный момент, чтобы они с каждым разом поднимались немного выше.
Предыдущие исследования показали, что многие животные применяют аналогичную стратегию, используя естественный резонанс для увеличения движения.
Уэймут надеется, что этот проект можно будет адаптировать для более эффективного использования подводных лодок будущего с меньшим риском для дикой природы.
Подводная лодка будущего в «кальмарном» варианте будет иметь уже не жесткие винты, а мягкий двигательный аппарат.
Теперь команда планирует модернизировать робота дополнительными водяными подруливающими устройствами, чтобы обеспечить большую маневренность, поскольку текущая версия может двигаться только по прямой линии. А пока передай мне линию, кальмар-робот, чтобы они его зажарили.
Ссылки на исследования: Научная робототехника, DOI: 10.1126 / scirobotics.abd2971
