Мягкий робот, который научился плавать как скат

Биологические мягкие роботы имеют большие возможности в самых разных ситуациях, но у них есть свои ограничения. Среди прочего, эти податливые структуры не могут двигаться с той же скоростью, что и их более жесткие собратья. Чтобы помочь ускорить плавание, группа исследователей из Университета штата Северная Каролина вдохновились природой, а именно скатом манта.

Скаты – это двоюродные братья акул. Умеют эффективно «летать» по воде благодаря массивным, похожим на крылья грудным плавникам.

Было создано две версии робота. Первая была разработана специально для скорости: она способна перемещаться на 3,74 длины тела в секунду, что значительно больше, чем у мягких роботов, которые с трудом перемещаются на одну длину тела за это время. Второй, созданный для большего контроля, перемещает около 1,7 длины тела в секунду. В первом случае конструкция делает поворот проблематичным. Во втором случае команда добавила вторую траекторию, чтобы поворачивать робота, хлопая одним крылом за раз.

«До сих пор плавающие мягкие роботы не могли плавать быстрее, чем на одну длину тела в секунду, но морские животные – такие как скаты манта – способны плавать гораздо быстрее и гораздо эффективнее», – говорит соавтор статьи Цзе Инь в своем релизе. «Мы хотели использовать биомеханику этих животных, чтобы понять, сможем ли мы создать более быстрых и энергоэффективных мягких роботов. Разработанные нами прототипы работают исключительно хорошо».

Тело сгибается вверх и вниз с помощью пневматической системы воздушных трубок, которая, в свою очередь, сгибает крылья, двигая систему вперед. Инь добавляет: «Большинство предыдущих попыток разработать машущих роботов были сосредоточены на использовании двигателей для подачи энергии непосредственно на крылья. В нашем подходе используются бистабильные крылья, которые пассивно приводятся в движение перемещением центрального тела. Это важное отличие, поскольку оно позволяет упростить конструкцию, что снижает вес.»

Команда говорит, что работает над автономной, не привязанной версией плавающего робота-бабочки.