Современные дроны и роботы зачастую оснащены пропеллерами, создающими шум и представляющими опасность для диких животных. Однако новая разработка швейцарских ученых из EPFL (Федеральная политехническая школа Лозанны) предлагает альтернативу. Этот миниатюрный робот размером с кредитную карту, весом всего 6 г, способен передвигаться в ограниченных пространствах и переносить грузы, значительно превышающие его собственный вес. Он идеально подходит для работы в сложных водных условиях, таких как рисовые поля. Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.
В отличие от традиционных устройств с пропеллерами, новый робот движется благодаря гибким плавникам, создающим волнообразные движения. Эта конструкция не только устраняет шум, но и делает передвижение устройства безопасным для окружающей среды. Плавники робота напоминают строение тела морских плоских червей, а легкий вес позволяет ему практически незаметно перемещаться по поверхности воды, органично сливаясь с природным окружением.
Один из ведущих исследователей проекта, Флориан Хартманн, ранее работавший в EPFL, а ныне возглавляющий группу в Институте интеллектуальных систем Макса Планка в Штутгарте, подчеркивает, что данная разработка не просто копирует природные механизмы, но и превосходит возможности живых организмов.
Робот способен развивать скорость до 12 см/сек, что примерно в десять раз быстрее, чем передвижение морских плоских червей. Он демонстрирует высокий уровень маневренности благодаря четырем искусственным мышцам, управляющим его плавниками. Эти мышцы позволяют устройству не только двигаться вперед, но и выполнять сложные маневры: повороты, движение назад и в стороны.
Для управления движением ученые разработали компактную электронную систему, подающую до 500 В на приводы, но при этом потребляющую всего 500 мВт энергии — это в четыре раза меньше, чем необходимо для работы электрической зубной щетки. Хотя система использует высокое напряжение, низкие токи и продуманная конструкция обеспечивают безопасность устройства. Робот также оснащен световыми датчиками, выполняющими функцию «глаз», позволяющих ему ориентироваться в пространстве и следовать за источниками света.
Потенциальные области применения
Исследователи рассматривают возможности использования нового робота в различных сферах:
- Экологический мониторинг – робот может собирать данные о загрязнении воды и состоянии экосистем.
- Сельское хозяйство – устройство подходит для работы в рисовых полях и других водных агросистемах.
- Научные исследования – поможет изучать водные организмы, не вмешиваясь в их естественную среду обитания.
На следующем этапе ученые планируют усовершенствовать платформу робота, увеличив время его автономной работы и повысив общую эффективность.
«Наша цель — создать устойчивые роботизированные системы, которые смогут гармонично сосуществовать с природой, — отмечает Флориан Хартманн. — Полученные в ходе этого проекта знания не только расширяют границы науки о роботах, но и помогают разрабатывать практичные технологии для реального применения».
Охрана пресноводных экосистем
Проблема снижения биоразнообразия в реках и озерах долгое время оставалась без должного внимания. Однако первая комплексная оценка угрозы исчезновения пресноводных видов может изменить ситуацию. В рамках исследования ученые использовали недавно составленный «красный список» пресноводных рыб и стрекоз. Эта информация поможет в разработке мер по сохранению экосистем и предотвращению исчезновения видов.