Аннотация:
Исследователи из Инженерной школы Тандон Нью-Йоркского университета недавно представили бионическую роботизированную рыбу под названием ScaFi. Его форма и движение не только аналогичны форме и движению настоящей рыбы, но его также можно увеличивать или уменьшать по мере необходимости, чтобы адаптироваться к водной среде различной глубины и масштаба.
Основная идея этой конструкции состоит в том, чтобы избежать метода движения пропеллера, обычно используемого традиционными подводными роботами, и вместо этого использовать «изгиб тела» для движения вперед. Исследовательская группа считает, что хотя пропеллеры и являются обычным явлением в подводных миссиях, они могут легко запутываться в водных растениях, взбалтывать отложения и отпугивать объекты исследования, что не способствует наблюдению за коралловыми рифами, качеством воды и водными животными.
Структура ScaFi разделена на две части: в передней части сосредоточены двигатели и электронные компоненты, а задняя часть представляет собой гибкий хвост из стержней из стекловолокна и ткани. Внутри робота только один двигатель. Потянув за два троса, которые пересекаются возле конца хвоста, хвост сгибается в форме буквы S, которая затем раскачивается влево и вправо, бесшумно толкая всю машину вперед.
Что еще более важно, этот двигательный механизм имеет хорошую масштабируемость. Исследователи заявили, что независимо от того, будет ли робот больше или меньше, двигатель и механизм поперечного троса на передней части могут остаться прежними. Единственное, что действительно нужно отрегулировать, это диаметр рулевой тяги, чтобы не пришлось каждый раз переделывать всю машину с нуля.
Чтобы проверить эту идею, команда создала ScaFi трех разных размеров: длиной 0,6 метра, 1,1 метра и 2,9 метра. Затем их отвезли в реальные воды для испытаний: самая маленькая версия плавала в ручье на глубине от 15 до 30 сантиметров, средняя версия была испытана в ручье в Швейцарии, а самая большая версия зашла в Женевское озеро для исследования.
Результаты испытаний показывают, что все три робота могут плавно плавать, однако изменения в размерах также повлияют на их производительность. Среди них маленькая версия более гибкая, а ее поза при плавании ближе к позе настоящей рыбы; Большая версия имеет пониженную маневренность и меньшую энергоэффективность, но, требуя большей мощности, она также демонстрирует лучшую устойчивость в потоке воды.
Исследователи отметили, что в целом этот метод плавания может сохранять очень хорошие характеристики после усиления, и три робота могут продолжать плавать даже после прерывания сигнала GPS. Команда считает, что эта масштабируемая идея может быть использована не только для подводных роботов-обнаружителей в будущем, но также может быть распространена на другие типы роботизированных систем. Следующий шаг — сосредоточиться на поддержании одинаковой энергоэффективности в версиях разных размеров.
Комментарии