Робот-кальмар может сравниться по энергоэффективности с реальными животными и может быть полезен при проектировании 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 дальше. Исследователи уже некоторое время пытаются создать робота-кальмара, который имитирует поведение реактивного самолета. Сегодня команда под руководством Габриэль Веймут в Университете Саутгемптона, Великобритания, нашли способ повысить эффективность этих роботов, чтобы вдохновить подводную лодку будущего.
Робот-кальмар
Уэймут и его коллеги создали робота, похожего на зонтик, с восемью пластиковыми ребрами, напечатанными на 3D-принтере, покрытыми резиновой мембраной. Кальмар-робот изгибается наружу, чтобы всасывать воду, и сжимается, чтобы вытолкнуть ее, обеспечивая толчок, необходимый для движения.
Исследователи экспериментировали с работой робота на различных частотах открытия и закрытия. Затем они сравнили входную и выходную энергию, чтобы измерить ее эффективность.
Команда обнаружила, что выстреливание импульсами воды происходит при естественном резонансе машины (частота, с которой робот естественно стремится к работе) достиг 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 немного похоже на то, как толкать кого-то на качелях: просто раскачивать его в нужный момент, чтобы он каждый раз поднимался 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 «кальмара» будет иметь не жесткие гребные винты, а мягкую систему передвижения.
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
