Робот-осьминог на сверхбыстрой тяге

Ученые разработали робота в виде осьминога, который может втягивать в себя воду и быстро выбрасывать ее, обеспечивая при этом сверх быстрое ускорение, которого еще не удавалось достичь в созданных человеком подводных транспортных средствах.

Большинство быстро плавающих обитателей океанов выглядят стройными, с гладкими кожными покровами, что помогает им легко продвигаться под водой. Но головоногие моллюски, такие как осьминоги, также способны развивать высокие скорости. Для этого они заполняют водой специальную емкость, а затем с силой выбрасывают ее, чтобы стремительно продвигаться.

Вдохновленные этим примером, ученые из Университета Саутгемптона, Массачусетского технологического института (MIT) и сингапурского отделения MIT создали деформируемую конструкцию осьминога-робота из выполненных на 3D принтере элементов, без движущихся частей и накопителя энергии, ничего кроме тонкой эластичной наружной оболочки.

Самоходный робот длиной 30 см наполняется водой, а затем быстро выбрасывает ее под давлением через отверстие сзади, что обеспечивает впечатляющую тягу и ускорение, несмотря на не обтекаемую форму. Он действует подобно надутому воздушному шарику, который мы выпускаем из рук и он летает по комнате пока не выйдет весь воздух. Тем не менее, поликарбонатный каркас сохраняет обтекаемую форму корпуса, в то время как плавники на спине обеспечивают прямолинейное перемещение.

Робот способен проплыть до десяти длин тела менее чем за секунду. В последних лабораторных испытаниях менее чем за секунду робот ускорялся с одним килограммом полезной нагрузки до скорости 10 км/час. Этот показатель не имеет аналогов среди подводных аппаратов, созданных человеком.

Д-р Габриэль Уэймут, преподаватель из Саутгемптона и ведущий разработчик этого проекта, говорит:»Созданные человеком подводные аппараты выполнены максимально обтекаемыми, за исключением торпед, которые используют огромное количество ракетного топлива. Но ни одно из этих средств, несмотря на значительную механическую сложность, не может достичь подобной скорости или ускорения».

«Жесткие тела всегда теряют энергию в окружающей воде, но быстро сокращающаяся форма этого робота на самом деле использует воду для сверхбыстрого перемещения, в результате чего энергетическая эффективность на 53 % лучше, чем у наиболее резво стартующих рыб «.

Исследователи вычислили оптимальные скоростные характеристики, которые могут найти применение в разработке искусственных подводных аппаратов, которые смогут по скорости, маневренности и эффективности соответствовать роботу-осьминогу. Полученные в ходе исследований данные и изучение различных, изменяющих форму биологических систем также могут оказать помощь в разработке других конструкций, где сопротивление имеет решающее значение, как конструкция крыла самолета.