Робот MIT ныряет и летит как птица — новый класс дронов для океанских исследований
Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) и Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) создали робота, который умеет то, чего прежде не удавалось ни одной машине: плавать под водой, всплывать на поверхность и взлетать в воздух — без пропеллеров, без раздельных двигателей, используя только гибкие машущие крылья. Исследование опубликовано в журнале *Science*.
Вдохновение из природы
Образцом послужили птицы-ныряльщики — тупики, буревестники, гагары, чайки. Миллионы лет эволюции выработали у них способность эффективно перемещаться в двух принципиально разных средах: воздухе и воде. Вода примерно в 1000 раз плотнее воздуха, что делает задачу конструирования единого движителя для обеих сред крайне сложной.
Команда назвала своё изделие FAAV (Flapping-Wing Aerial-Aquatic Vehicle — машущекрылое воздушно-водное транспортное средство). Аппарат весит менее 300 граммов. Оптимальные характеристики были найдены в ходе экспериментов в лаборатории и на Женевском озере: крылья среднего размера с частотой маха около 5 раз в секунду обеспечивают скорость плавания 1 метр в секунду. Для взлёта достаточно поднять нос под углом 70 градусов — и тот же взмах крыльев, что двигал робота под водой, выносит его в воздух.
Ключевое технологическое достижение
Большинство существующих трансмедийных дронов используют раздельные системы для полёта и плавания. FAAV обходится без этого. У него нет посадочных опор для плавания — в отличие от птиц, которые отталкиваются лапами при взлёте с воды, робот взлетает, опираясь только на крылья и регулируемый хвост.
«Наша мечта — чтобы океанографы, морские биологи и прибрежные сообщества могли запустить этого робота с лодки или с берега, и он полетел бы в нужную точку — к айсбергу, причальному сооружению, к стае китов, — нырнул за измерениями или образцами и вернулся», — описал перспективу ведущий автор Рафаэль Зюфри, доцент кафедры механики MIT.
Потенциал для науки
Возможности такого аппарата для морских исследований трудно переоценить:
Мониторинг состояния шельфовых ледников и плавучих льдов.
Контроль за морскими экосистемами и отслеживание животных в труднодоступных районах.
Инспекция подводной инфраструктуры — кабелей, трубопроводов, платформ.
Сбор данных в условиях, опасных или недостижимых для судов.
Читайте также по теме: перспективных инженерных технологиях.
При этом стоимость эксплуатации такого робота несопоставимо ниже, чем у традиционных исследовательских судов. Ограничения пока остаются: дальность полёта и продолжительность нырков значительно уступают природным прообразам. Но первый шаг сделан — и это механически принципиально новый класс дронов.
