Рой роботов, имитирующих стаи криля, будет исследовать глубины океана
Имея длину тела около 50 мм, криль перемещается по воде посредством так называемого метахронного плавания.
Также используемый членистоногими, такими как креветки и раки, этот тип передвижения включает в себя последовательные волнообразные сокращения рядов «плавательных ног» (также известных как плеоподы) на нижней стороне животного. Благодаря этому, криль способен быстро ускоряться и останавливаться, а также выполнять резкие повороты во время интенсивного движения.
Чтобы лучше понять механику метахронного плавания, исследователи из Университета Брауна в Род-Айленде объединились с коллегами из Национального автономного университета Мексики. В итоге они создали роботизированную платформу Pleobot, вдохновленную крошечными ракообразными.
Шарнирное устройство в его текущем исполнении в 10 раз больше настоящего криля. Оно 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 приводной зубчатой передачи, нижний сегмент пассивно раскачивается взад и вперед в воде, имитируя способ, которым настоящие плеоподы последовательно открываются и закрываются.
«Эксперименты с организмами сложны и непредсказуемы, — рассказала 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 превосходно маневрировать под водой».
Хотя необходимо провести дополнительные исследования, прежде чем можно будет говорить о полноценных «криль-ботах», Pleobot уже помог ученым выяснить, как стаи рачков создают 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 нашей долгосрочной исследовательской цели по разработке следующего поколения автономных подводных зондирующих аппаратов», —заявил руководитель проекта, ассистент Брауна. Проф. Моника Мартинес Вильгельмус. «Возможность понять взаимодействие жидкости и конструкции на уровне придатка позволит нам принимать обоснованные решения о будущих проектах» — добавил он.