Робот-птица, способный плавать под водой и летать по воздуху, создан учёными EPFL и MIT

Репортаж от Wedoany，Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и Массачусетского технологического института (MIT) совместно разработали новый тип робота, способного плавать под водой, пробивать поверхность воды и переключаться в режим полёта. По словам исследовательской группы, система имитирует движения таких ныряющих птиц, как гагары, тупики и буревестники. Результаты работы опубликованы в научном журнале Science.

Робот весом менее 300 граммов состоит из корпуса, двух гибких машущих крыльев и управляемого хвостового оперения. Исследователи могут заменять крылья и хвост разного размера, чтобы анализировать влияние формы, гибкости и частоты взмахов на процесс перехода между плаванием и полётом. Крылья изготовлены из плёнки с водоотталкивающим покрытием на основе наночастиц; внутри корпуса установлены аккумулятор и водонепроницаемый электродвигатель, который через кривошип приводит в движение машущие крылья; подвижный хвост используется для управления углом наклона робота во время полёта и ныряния.

В ходе экспериментов, проведённых в бассейне и на Женевском озере, команда протестировала комбинации размеров крыльев, частоты взмахов и углов хвоста, обеспечивающие переход от плавания к полёту. В экспериментах использовались крылья с размахом 80 см, обладающие достаточной гибкостью для уменьшения амплитуды колебаний под водой и одновременно достаточной жёсткостью для создания необходимой подъёмной силы в воздухе. Скорость робота под водой достигает почти 1 метра в секунду, в воздухе — около 6 метров в секунду, частота взмахов в обоих режимах составляет примерно 5 раз в секунду.

Для перехода в режим полёта робот принимает угол подъёма около 70 градусов, чтобы кончики крыльев не касались поверхности воды. В отличие от большинства ныряющих птиц, этому роботу не нужно отталкиваться ногами от воды. Исследователи отмечают, что это первый случай, когда робот переходит непосредственно из воды в воздух, используя только машущие крылья.

Первый автор исследования, бывший исследователь EPFL Рафаэль Цуффери, считает, что данная технология может быть использована в области морских исследований. В будущем исследователи смогут запускать робота с корабля или берега для сбора проб воды или записи измерительных данных в труднодоступных местах; затем летательный аппарат сможет доставить данные обратно и быть использован снова. В дальнейшем команда планирует доработать крылья, чтобы обеспечить их дополнительное скручивание, а также гарантировать надёжную работу робота в условиях сильного волнения и ветра. Помимо потенциального применения в морских исследованиях, этот проект также поможет глубже понять механизмы полёта и плавания ныряющих морских птиц.