Инженерами разработан робот-кальмар, который исследует подводный мир

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего создали робота, похожего на кальмара, для подводных исследований.

Робот не привязан и может двигаться самостоятельно, используя струи воды. Он также преодолел электрические проблемы, такие как возможность носить датчики, в частности камеру.

Майкл Т. Толли — один из ведущих авторов исследования и профессор кафедры механической и аэрокосмической техники Калифорнийского университета в Сан-Диего.

«По сути, мы воссоздали все ключевые особенности, которые кальмары используют для высокоскоростного плавания», — сказал Толли. «Это первый непривязанный робот, который может генерировать реактивные импульсы для быстрого передвижения, как кальмар, и может достигать этих реактивных импульсов, изменяя форму своего тела, что повышает эффективность плавания».

Исследование было опубликовано в Bioinspiration и Biomimetics.

Робот, вдохновленный кальмарами, состоит из мягких материалов, таких как акриловый полимер, а также некоторых более жестких деталей, напечатанных на 3D-принтере и вырезанных лазером. Мягкие роботы более безопасны для рыб и кораллов, когда дело доходит до подводных исследований, поскольку жесткие роботы могут их повредить. Однако есть и обратная сторона. Мягкие роботы часто медленнее и менее эффективны при маневрировании.

Исследовательская группа состояла из робототехников и специалистов по компьютерному моделированию. Группа обратила внимание на кальмаров из-за их способности путешествовать с большой скоростью. Головоногие моллюски достигают этой скорости благодаря механизму реактивного движения.

Вдохновленный кальмарами, команда разработала робота так, чтобы он мог впитывать воду в свое тело и сохранять упругую энергию в своей коже и гибких ребрах. Затем энергия высвобождается роботом, сжимающим его тело, в результате чего его движет струя воды.

Когда он не движется, робот сохраняет форму бумажного фонаря, а его ребра гибкие и действуют как пружины. На каждом конце робота есть круглая пластина, на которой соединяются ребра, одна из которых связана с соплом, которое набирает и выбрасывает воду. Чтобы вода вышла, тело робота должно сжаться. Оставшаяся пластина затем используется для удержания датчиков, таких как водонепроницаемая камера.

Робот-кальмар был протестирован в лаборатории профессора Гено Павляка, которая находится в Департаменте механической и аэрокосмической техники Калифорнийского университета в Сан-Диего. После этих испытаний он был отправлен в аквариумы Калифорнийского университета в Сан-Диего Берч Аквариум Института океанографии Скриппса.

Роботом можно было управлять, регулируя сопло, и гидроизоляция электрических компонентов, таких как аккумулятор и камера, оказалась успешной. Устройство двигалось со скоростью от 18 до 32 сантиметров в секунду, что составляет примерно полмили в час. Скорость впечатляет, она быстрее, чем у большинства мягких роботов.

Калеб Кристиансон, старший инженер по медицинскому оборудованию в Dexcom, руководил исследованием исследовательской группы.

«После того, как мы смогли оптимизировать конструкцию робота, чтобы он мог плавать в аквариуме в лаборатории, было особенно интересно увидеть, что робот смог успешно плавать в большом аквариуме среди кораллов и рыб, продемонстрировав свою осуществимость. для реальных приложений », — сказал Кристиансон.

После тестирования различных моделей сопла команда наконец нашла такую, которая повысила эффективность робота, а также заставила его маневрировать и двигаться с большей скоростью. Одним из основных факторов, способствовавших этому открытию, было моделирование реактивного движения, которым руководили профессор Цян Чжу и его команда из Департамента структурной инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего.

aobe.ru | Актуальные новости России и мира