Птица? Самолёт? Нет, робот-тупик?

Как устроен робот

Вода примерно в тысячу раз плотнее воздуха, поэтому для движения в этих средах нужны разные механизмы. Однако чайки и тупики могут нырнуть в море, проплыть под водой, а затем снова взлететь. Инженеры из MIT и EPFL разработали робота, который способен делать то же самое.

Аппарат, названный летательным аппаратом с машущими крыльями для воздуха и воды (FAAV), весит менее 300 граммов — примерно полфунта. У него есть центральный корпус, два гибких крыла и хвост, которым можно управлять. В корпусе находятся аккумулятор и водонепроницаемый электромотор. Он вращает коленчатый вал, который приводит крылья в движение с заданной частотой. Крылья сделаны из тонких мембран с водоотталкивающим покрытием из наночастиц. Хвост тоже оснащён мотором: меняя его угол, робот может набирать высоту или нырять.

Что показали испытания

Команда под руководством Рафаэля Цуфферея, доцента машиностроения в MIT, проводила испытания в бассейне и на Женевском озере. Исследователи выяснили, какие сочетания размера крыльев, частоты взмахов и угла хвоста позволяют роботу плавно переходить от плавания к полёту.

Лучше всего показали себя крылья среднего размера. Они достаточно гибкие, чтобы уменьшать размах движений в воде, и при этом достаточно жёсткие, чтобы поддерживать робота в воздухе. Скорость и частота взмахов были близки к птичьим. Угол наклона в 70 градусов — довольно крутой — помогал аппарату вылететь из воды. Многие ныряющие птицы отталкиваются от поверхности лапами, но испытания показали, что роботу лапы не нужны.

Результаты могут помочь создать новый класс дронов и аппаратов для исследования водоёмов, слишком опасных для обычных судов.

Цуфферей рассказал, что исследователи представляют, как океанографы, морские биологи и жители прибрежных районов запускают робота с лодки или берега. Аппарат мог бы подлететь к нужному месту — например, к айсбергу или портовому сооружению либо к стае китов, — нырнуть, чтобы сделать измерение или собрать образец, а затем вернуться с данными. Это могло бы обходиться намного дешевле традиционных методов; после возвращения робот смог бы снова отправиться за новыми образцами.

Следующие испытания

Сейчас исследователи пытаются разработать крылья, которые смогут не только махать, но и поворачиваться. Они также проверят робота в сложных условиях: при плавании по неспокойной воде и полёте на ветру. Затем команда надеется использовать аппарат для решения задач океанологии.

По словам Цуфферея, одна из главных трудностей океанологии — часто собирать данные во многих местах. В будущем робот мог бы отправляться на задания не раз в неделю, а каждый час: быстро лететь к месту, нырять, возвращаться с данными и снова вылетать — много раз подряд.