В то время как большинство из нас может думать о криле как о пище для усатых китов, крошечные ракообразные также являются очень искусными пловцами… достаточно, чтобы ученые разработали роботизированную платформу, вдохновленную крилем, в надежде однажды создать рои плавающих роботов, исследующих океан.
Криль длиной около двух дюймов (51 мм) перемещается в воде посредством так называемого метахронного плавания.
Также используемый членистоногими, такими как креветки и раки, этот тип передвижения включает в себя последовательные волны движения через ряды «плавательных ног» (также известных как плеоподы или пловцы) на нижней стороне животного. Это работает хорошо, так как криль способен быстро ускоряться и останавливаться, а также выполнять резкие, быстрые повороты.
Чтобы лучше понять механику метахронного плавания, исследователи из Университета Брауна в Род-Айленде объединились с коллегами из Universidad Nacional Autonoma de México для создания роботизированной платформы Pleobot, вдохновленной крилем.
Плеобот в 10 раз больше чем отдельный крильWilhelmus Lab
Шарнирное устройство, которое в 10 раз больше настоящего криля, включает в себя искусственный плеопод, состоящий из двух сегментов, напечатанных на 3D-принтере. По мере того, как верхний сегмент перемещается вперед и назад с помощью механической зубчатой передачи, нижний сегмент пассивно раскачивается взад и вперед в воде, имитируя способ, которым настоящие плеоподы последовательно открываются и закрываются.
«Эксперименты с организмами. являются сложными и непредсказуемыми», — сказала кандидат технических наук Брауна Сара Оливейра Сантос, ведущий автор исследования. «Pleobot дает нам непревзойденное разрешение и контроль для исследования всех аспектов крилевого плавания, которые помогают ему превосходно маневрировать под водой».
Хотя необходимо провести дополнительные исследования, прежде чем можно будет построить каких-либо полных роботов из криля, Pleobot уже помог ученым выяснить, как криль может создавать подъемную силу, плывя вперед. Платформа показала, каким образом область низкого давления в задней части плеопода увеличивает подъемную силу, когда придаток совершает рабочий ход.
«Это исследование является отправной точкой нашего долгосрочного исследования. целью разработки следующего поколения автономных подводных зондирующих аппаратов», — сказал руководитель проекта, ассистент Брауна. Проф. Моника Мартинес Вильгельмус. «Возможность понять взаимодействие жидкости и конструкции на уровне придатков позволит нам принимать обоснованные решения о будущих конструкциях».
Документ об исследовании был недавно опубликован в журнале Scientific Reports. Плеобота можно увидеть в действии на видео ниже.
Роботизированная платформа Pleobot на основе криля
