Робот като летяща риба

Роботът може да се катапултира от водата във въздуха

Подобно на летяща риба, роботът се издига от водата във въздуха. © Лаборатория за въздушна роботика / Imperial College London
чете на глас

Демонтиран от природата: изследователите са проектирали робот, който може да издигне водата във въздуха. Вдъхновението за новата разработка бе послужено от летящи риби: Подобно на тези животни, превозното средство може да се катапултира във въздуха дори при вълни и след това да се плъзга по водната повърхност при полет. В бъдеще роботът може да се използва след летящ модел на риба, например, в райони с наводнения.

Роботите поддържат не само в дома, на монтажната линия или в операционната зала. Подходящи са и за употреба в труден терен - например в случай на бедствие. За да снабдят техническите помощници за подобни задачи, изследователите гледат отново и отново в природата. Така че има роботи, които имитират хлебарки или ходенето на пръчки насекоми. Други могат да скачат като примати или да се ориентират по принципа на прилеп, използвайки ехолокация.

Също така, Рафаел Зуфери от Imperial College London и неговият екип са взели животински модел за най-новата си разработка: летяща риба. Нейният малък робот може да се катапултира извън водата като тези животни, да измине къси разстояния в полет с плъзгане и след това отново да кацне на водната повърхност.

Проучване на функционирането на робота след летящ модел на риба. Zufferey et al., Sci. Робот. 4, eaax7330 (2019)

От водата към въздуха

Даването на тази способност на робота не беше лесна задача, както твърдят учените. Проблемът: скокът от водата във въздуха изисква много енергия и технологии на борда - но в същото време роботът трябва да бъде възможно най-лек за полета.

Zufferey и неговите колеги са измислили умно решение на тази дилема: техният робот носи само 0, 2 грама калциев карбид на прах и има само подвижен елемент - Помпа, която доставя "летящата риба" с вода от околната среда. Номерът: Калциевият карбид реагира в малка реакционна камера с вода до газ ацетилен, който може да се използва като гориво. показ

Ацетиленовият газ като гориво

По-конкретно, това работи така: Когато ацетиленовият газ се запали и разшири, той изтласква водата от реакционната камера навън. След това получената струя катапултира робота във въздуха. „Използвахме водореактивни химикали, за да накараме робота да носи по-малко материал. В допълнение, нашата горивна система работи само с една подвижна част “, обяснява колегата на Zufferey Мирко Ковач.

В резултат на това роботът остава изненадващо лек: Само 160 грама тежи прототипа след летящ модел на риба. Импулсивната сила, с която съдът се повдига във въздуха, е още по-голяма. Според екипа, това е 25 пъти повече от теглото на робота.

Излитане безотказно: Роботът също е преминал практическия тест. Zufferey et al., Sci. Робот. 4, eaax7330 (2019)

Отпътуване загладено

Колко добре работи развитието? Изследователите са тествали робота както в лабораторни условия във воден резервоар, така и върху истинско езеро. Оказа се, че корабът успява да направи скока от водата във въздуха без никакви проблеми. Благодарение на крилата си, той може да измине разстояние до 26 метра при полет с плъзгане. По принцип е възможно и роботът да кацне и да излети няколко пъти последователно.

Дори при проблемни условия прототипът овладява безпроблемно задачата си. Както съобщават учените, той също може да се откроява на вълни. Само много големи вълни понякога го карат да се преобърне, което прави заминаването невъзможно.

Използвайте при отлив?

Zufferey и неговите колеги искат да изпробват своя плаващ и летящ робот в следваща стъпка в други среди, например около коралови рифове или сондажни платформи в морето. Ако развитието продължи, в бъдеще би могло да се използва в наводнени райони или да помогне при океанските изследвания. „Този ​​тип робот е много полезен за среда, която обикновено отнема време и изисква много ресурси за наблюдение“, заключава Zufferey. (Science Robotics, 2019; doi: 10.1126 / scirobotics.aax7330)

Източник: AAAS / Imperial College London

- Даниел Албат