Робота в виде морской птицы научили нырять и взлетать

Биомиметический робот для двойной среды обитания

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) и Швейцарской федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) создали первого в своём рода робота, выполненного в виде морской птицы-тупика. Аппарат способен одновременно плавать, нырять и летать, используя только одну пару крыльев для перемещения в обеих средах.

Технические особенности FAAV

Робот назван Flapping Amphibious Aerial Vehicle (FAAV) и имеет вес менее 300 граммов (250 граммов). Конструкция включает центральный фюзеляж, два гибких машущих крыла и управляемый хвостовой стабилизатор. Крылья покрыты специальным наночастичным покрытием, обеспечивающим эффективную работу в воде и воздухе.

Гибкость крыльев стала ключевым параметром: они эластичны для уменьшения амплитуды под водой и жёстки для полёта в воздухе. В воде крылья пассивно сгибаются до 90%, что снижает нагрузку на двигатель. В воздухе они могут махать с частотой до 11 Гц. Аппарат использует крошечный водонепроницаемый электродвигатель и механический коленчатый вал, обеспечивающие постоянную частоту 5 взмахов в секунду.

Полевые испытания и характеристики

На Женевском озере робот продемонстрировал способность пролетать над водой, нырять под углом 70 градусов и взлетать из воды исключительно за счёт взмахов крыльев. В отличие от реальных тупиков и уток, аппарат не использует лапы для взлёта.

Скорость перемещения достигает 1 метра в секунду в воде и до 6 метров в секунду в воздухе. Самым сложным этапом стал прорыв поверхностного натяжения воды. Оптимальный угол атаки в 70 градусов позволяет избежать захвата крыльев водой и опрокидывания аппарата.

Перспективы применения

Потенциальные области использования включают океанографию, морскую биологию и мониторинг прибрежных зон. По словам Рафаэля Зуфферея, доцента кафедры машиностроания MIT, роботов можно запускать с лодки или берега для изучения айсбергов, портовых сооружений или стаей китов, после чего они возвращаются на поверхность и передают данные.

Такой подход обойдётся в разы дешевле традиционных методов исследования, позволяя запускать устройства ежечасно вместо еженедельного использования исследовательских судов. Лаборатория AURA в MIT уже работает над улучшением модели, добавляя возможности поворотов и управления для преодоления порывистого ветра и неспокойных прибрежных волн.