Роборыбы: Гибкий автомат
Инженеры из MIT Камаль Йосеф-Туми (Kamal Youcef-Toumi) и Пабло Вальдивиа-и-Альварадо (Pablo Valdivia Y Alvarado) говорят, что проект этот — далеко не простая забава ученых мужей. И «роборыба» обладает поразительной маневренностью и сможет проникнуть под водой в такие укромные места, куда не добраться ни человеку, ни другим автоматизированным аппаратам. Целые флотилии таких роботов (а разработчики заверяют, что их проект уже почти готов для производства) способны взять на себя инспектирование обшивок кораблей, подводных трубо- и газопроводов, портовой инфраструктуры, дна рек и озер, вести экологический мониторинг.
«С учетом их "роботической твердости" и надежности, они станут идеальными инструментами долговременного мониторинга, и недорогими. Выпускать их можно сразу стаями, и даже если лишь несколько вернутся на базу и передадут нужную информацию, это будет ничуть не накладно», — говорят авторы.
Сами по себе «роборыбы» далеко не новость. Можно вспомнить о европейской разработке, о которой мы рассказывали в заметке «Стая в океане». В том же MIT еще в 1994 г. был собран 1,2-метровый аппарат Robotuna, однако он был слишком сложным механизмом, состоявшим из 2843 деталей, включая 6 электромоторов. А главное — все они состоят из твердых элементов.
Новая же «рыбка», имея в длину менее 20 см, оснащена одним мотором и состоит всего из 10 отдельных компонентов, включая гибкое «тело», в котором они размещены и защищены. «Тело» роборыбы состоит из цельного куска гибкого пластика, и именно оно дает ему необходимую подвижность и маневренность. Плавает она, действительно, как рыба: расположенный чуть позади середины «туловища» мотор заставляет робот изгибаться, отталкиваясь хвостом.
Но для начала ученым потребовалось подготовить теоретическую основу проекта. Они смоделировали и рассчитали оптимальные характеристики материала для «тела» будущего робота, отдельно для разных его участков, чтобы добиться необходимых скорости и подвижности, с учетом определенной массы и объема аппарата. Лишь затем был выбран подходящий полимер и из него изготовлен гибкий каркас робота. «Такой подход, — подчеркивают разработчики, — прекрасно подойдет не только для роботов-рыб, но и для других задач, скажем, создания гибких сочленений любых подвижных аппаратов».
Оснащенные мотором и связанные проводами для подачи электричества первые прототипы трудно спутать с живыми рыбами. Кроме того, в отличие от других рыб, использующих ту же технику плавания, толкаясь задней частью и хвостом (скажем, морской окунь или форель), прототип демонстрирует отличную маневренность при средних скоростных характеристиках. Тогда как живые рыбы, наоборот, отличаются высокой скоростью при средней маневренности.
Впрочем, у ученых уже готовы и более совершенные версии примерно 20 см длиной, адаптированные для более дальних и быстрых передвижений. Манера плавания была изменена и больше напоминает «стиль тунца», с основной опорой в самом хвосте, где амплитуда изгибания тела максимальна. Пока что и он не отличается высокой скоростью. Если реальный тунец преодолевает за секунду расстояние, равное 10 размерам собственного тела, рыборобот пока что вдесятеро медленнее.
Зато можно отметить отличную надежность аппаратов. Обладая цельным, литым пластиковым корпусом, они идеально защищены от протечек, а некоторые из прототипов, собранных еще 4 года назад, до сих пор плавают в тестовом бассейне.
Проблемой остается энергия. Робот требует 2,5−5 Вт, в зависимости от размера, и пока что эта энергия подается от внешнего источника, по проводам, что явно не слишком удобно для реального применения. Но ученые уверяют, что оснастить аппарат подходящим аккумулятором не составит труда.
По пресс-релизу MIT News Office