RoboBee: первый робот - насекомое, умеющий летать и плавать

Инженеры из Гарвардского университета сумели создать первого в мире робота размером с небольшое насекомое, который одновременно умеет плавать и летать. В природе есть очень мало таких животных, которые хорошо чувствуют себя и в воде и в воздухе, потому что эти типы перемещений требуют совершенно разных двигательных механизмов и усилий.

Этот робот, ранее уже известный под именем RoboBee, впервые был показан в конце 2013 года. Но тогда он умел только летать. Как отмечают исследователи, разработка робота, умеющего одновременно летать и плавать, является сложной задачей, так как эти виды передвижения требуют разных дизайнов. Для поднятия в воздух робот должен генерировать силу для вертикального подъёма большую, чем сила гравитации. В то же время для плавания роботу нужно иметь как можно меньшую площадь, чтобы легче преодолевать сопротивление воды при отталкивании. По этой причине, например, пингвины при нырянии принимают обтекаемую форму как у пули.

harvard.edu

При разработке дизайна для своего робота инженеры позаимствовали некоторые особенности передвижения у тупиков, которые одинаково хорошо летают и плавают.

Проведя множество теоретических, вычислительных и экспериментальных работ, учёные пришли к выводу, что механика движения крыльев у тупиков практически одинакова при движении в воде и воздухе. Меняется в основном лишь скорость взмаха крыльев.

Что касается самого RoboBee, то его крылья очень тонкие и хрупкие, а вес робота ничтожно малый. В режиме полёта его крылья развивают скорость 120 взмахов в секунду. Вода почти в тысячу раз превышает по плотности воздух, поэтому если бы робот продолжал так интенсивно махать крыльями в воде, они бы просто поломались. Чтобы этого не случилось, робот при приближении к воде снижает скорость взмахов до девяти в секунду, благодаря чему он плавно садится на воду и продолжает передвигаться по волнам. Переключение между полётом и плаванием требует минимального вмешательства — крылья, помимо скорости, всего лишь немного меняют угол взмаха.

Конечно, работы у исследователей остаётся много. Одна из проблем — робот не умеет взлетать после перехода в режим плавания, так как подъёмной силы оказывается недостаточно, чтобы оторваться от воды. Решение этой задачи является следующим этапом проекта.