Нашим читателям наверняка доводилось видеть кадры из фильмов про природу, на которых демонстрируются величественно плывущие в толще воды морские манты, морские животные из семейства скатов. Манты совершают своими крыльями движения, напоминающие движения крыльев больших птиц, и за счет этого манты тратят во время движения достаточно малое количество энергии, сохраняя при этом высокую скорость и маневренность. Подобными качествами должны обладать и автономные подводные аппараты (Autonomous Underwater Vehicle, AUV), и именно поэтому морская манта является отличным прототипом для создания таких аппаратов. По этому пути пошли исследователи из Национального университета Сингапура, а созданный ими робот MantaDroid имеет, пусть и отдаленное, сходство с настоящей морской мантой.
Первый вариант робота MantaDroid был создан студенческой группой профессоров Шев Чи Менга (Chew Chee Meng) и Ео Хун Сенга (Yeo Khoon Seng). Длина этого робота составляет 35 сантиметров, а размах “крыльев” – 63 сантиметра при весе 0.7 килограмма. Двигаясь в воде этот робот способен развить скорость в 0.7 метра в секунду, в два раза больше его собственной длины. А за счет чрезвычайно экономного режима плавания-полета одного заряда небольшой аккумуляторной батареи хватает на 10 часов работы.
Для того, чтобы найти оптимальную конструкцию гибких плавников-крыльев, ученым пришлось изготовить и проверить на практике более сорока разных вариантов. И окончательным вариантом стали плавники, изготовленные из листов гибкого поливинилхлорида.
“На свете есть несколько разных вариантов робота-манты, у которых сложная кинематика движения крыла-плавника реализована за счет использования нескольких электродвигателей. У нашего же робота имеется только по одному двигателю на крыло” – рассказывает Чи Менг, – “А уникальная кинематика движения крыла осуществляется за счет пассивного взаимодействия гибкого крыла с гидрогазодинамикой поступательного движения в воде”.
Наряду с большей длительностью работы на одном заряде аккумуляторных батарей, использование плавников-крыльев делает робота-манту менее шумным, ведь плавные движения крыльев создают меньшие “возмущения” в водной среде, нежели обычные гребные винты с лопастями. Помимо этого, более плоский, но более широкий корпус этого робота позволит установить на него большее количество разнообразных датчиков или другое оборудование для изучения морской среды.
В настоящее время робот MantaDroid плавал только в испытательном бассейне. Но в самом скором времени он будет отпущен в открытое море для того, чтобы продемонстрировать все свои способности, в том числе и способность справляться с достаточно сильными морскими течениями.