Новый скоростной подводный робот движется, как осьминог
Осьминоги вдохновили инженеров на создание робота, который движется, как эти головоногие моллюски. Новый бионический подводный аппарат смог развить беспрецедентную скорость для когда-либо созданных человеком аналогичных устройств.
В запасе у природы есть множество хитроумных способов эффективного передвижения по просторам Мирового океана. Например, головоногие моллюски наполняют полости внутри своего тела водой, а затем с силой выталкивают жидкость назад, развивая при этом значительную скорость при одновременном движении вперёд.
Именно осьминоги вдохновили команду исследователей из Университета Саутгемптона, Массачусетского Технологического института (MIT) и Альянса SMART на создание робота, который перемещается аналогичным образом.
Длина корпуса первого прототипа устройства составила 30 сантиметров. Статья с его описанием опубликована разработчиками в издании Bioinspiration и Biomimetics.
Поликарбонатный скелет робота разработчики напечатали на 3D-принтере. Единственная движущаяся часть устройства – это эластичная внешняя оболочка, которая служит ещё и "накопителем энергии".
Вода попадает внутрь робота с помощью внешнего насоса и раздувает оболочку. Как только нагнетание прекращается, она буквально выстреливает наружу, продвигая устройство вперёд. Плавники в хвостовой части робота позволяют ему двигаться по прямой, а жёсткий скелет не даёт внешней оболочке потерять необходимую обтекаемость после очередного рывка.
Эта простая схема очень эффективна, несмотря на то, что, заполненный водой робот, как и живой осьминог в аналогичном положении, не имеет обтекаемой формы. После разгона устройство способно менее чем за секунду преодолеть до 10 длин своего корпуса.
В ходе последних испытаний робот разогнал один килограмм полезной нагрузки до 9,7 километров в час. Ничего подобного не удавалось ранее достичь ни одному подводному аппарату.
"Созданные человеком подводные аппараты всегда имели настолько обтекаемую форму, насколько это возможно, но ни одному из них не удалось достичь скорости передвижения хотя бы в один свой корпус за секунду, за исключением торпед, которые оснащены огромным количеством топлива, — рассказывает глава исследования доктор Габриэль Уэймут (Gabriel Weymouth) в пресс-релизе университета Саутгемптона. – Твёрдые тела всегда отдают энергию окружающей воде, но быстро сокращающаяся форма нашего робота позволяет использовать её для мощного движения вперёд".
Учёные уже подсчитали, что при увеличении размеров робота, им удастся улучшить его характеристики.
Исследователи уверены, что их разработки рано или поздно найдут применение при конструировании подводных аппаратов различного назначения. Более того, полученные результаты позволяют по-новому взглянуть и на другие инженерные области, где сопротивление играет решающую роль, например, на конструкцию крыла самолёта.