• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
2 апреля, 16:06
Елена Авдеева
6,2 тыс

Инженеры разработали «плавник», который сделает подводные беспилотники более маневренными

❋ 4.1

Ученые из Калифорнийского технологического университета (США) сконструировали для подводного дрона движитель, имитирующий механические движения хвостового плавника тунца. Вдохновленное природой изобретение позволит улучшить характеристики беспилотных устройств, а именно — повысить их маневренность и скорость для выполнения глубоководных исследований.

Инженеры разработали «плавник», который сделает подводные беспилотники более маневренными – иллюстрация к материалу на Naked Science
Образец трехмерной кинематики движителя, вращающегося по траектории восьмерки и эллипса / © Cecilia Huertas-Cerdeira et al.

У подобных аппаратов, отметили инженеры-робототехники, большой прикладной потенциал: их будут все чаще использовать в научных целях, в военных операциях или при обслуживании промышленной инфраструктуры. Для этого беспилотники должны уметь преодолевать значительные расстояния, сохраняя возможности точного маневрирования или удержания на месте.

Например, такие требования предъявляют к дронам, инспектирующим подводные нефтяные трубопроводы. В их задачи входят достижение удаленных установок, точное позиционирование и лавирование при выполнении ремонтных работ. Однако по своим характеристикам современные версии мини-«наутилусов» пока сильно уступают летательным беспилотникам, хотя они дешевле в строительстве и эксплуатации.

Создавая свой прототип роботизированного плавника, исследователи учли как биологические особенности рыб, так и уже разработанные человеком механизмы. Гибридный гребной движитель воссоздает трехмерную кинематику хвостового плавника представителей вида тунцовых. Этот орган выступает в качестве того же движителя, а также стабилизатора и руля, обеспечивая рыбе курсовую устойчивость и маневренность.

Предлагаемый плавник-пропеллер состоит из трех осей и располагается в задней части транспортного средства. Движение плавника генерируется сферическим манипулятором и выполняется либо по траектории восьмерки, либо эллипса. Это повторяет подметающие и вращательные гребки рыб, влияющие на скорость и изворотливость. Судя по полученным экспериментальным данным, трехмерная кинематика повышает маневренность на 49% по сравнению с двумерной, то есть предполагающей только прямолинейные маховые движения. При этом механизм эффективен для широкого диапазона геометрии и жесткости плавника.

Новый прототип, в отличие от существующих аппаратов, способен сочетать две задачи — выполнять дальние миссии, а также удерживаться и маневрировать на месте. До сих пор подводные беспилотники специализировались на чем-то одном. Правда, предлагаемый механизм делает это не одновременно, а последовательно.

В прототипе роботизированного плавника исследователи учли как биологические особенности рыб, так и уже разработанные человеком механизмы  / © Cecilia Huertas-Cerdeira et al.

Ученые планируют усовершенствовать конструкцию, сделав «плавник» еще более обтекаемым и тихим, а затем испытать его. С помощью плавных, быстрых и тихих движений оснащенный им беспилотник сможет эффективнее исследовать глубокие воды.

Научная работа опубликована в журнале Scientific Reports.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
26 ноября, 12:39
Игорь Байдов

Что стало настоящим фундаментом власти — умение обрабатывать землю или контроль над некоторыми культурными растениями? Авторы нового исследования пришли к выводу, что появление первых крупных сообществ и государств зависело не от земледелия в целом, а от выращивания определенных злаков. Эти культуры было легко хранить и, еще важнее, невероятно просто облагать налогом, что и дало толчок появлению цивилизации.

27 ноября, 11:05
Игорь Байдов

Долгое время ученые полагали, что сотни гигантских статуй на острове Пасхи создали представители местной общины под руководством одного вождя. Однако авторы нового исследования поставили эту гипотезу под сомнение. Детальная трехмерная карта главного каменного карьера острова указала на более сложную картину. Вероятно, монументы были плодом творчества и соперничества небольших независимых групп.

26 ноября, 13:12
Александр Березин

Гамма-излучение, зафиксированное гамма-телескопом «Ферми», по мнению исследователя, может объясняться только распадом вимпов, частиц темной материи, в существовании которых множество других физиков уже разуверились. Если независимые проверки подтвердят открытие, это может существенно изменить космологическую картину мира.

21 ноября, 10:02
ПНИПУ

Так называемые зумеры и альфа, несмотря на молодой возраст, уже формируют ключевые поведенческие и потребительские тренды. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему обозначение поколений начали с конца алфавита, как альфа и зумеры отличаются в способности к терпеливости, совмещении цифрового и реального «Я», подходу к профессиональной деятельности и отношении к финансам, какое мышление пришло на смену клиповому и как использование искусственного интеллекта повлияет на авторитет родителей.

26 ноября, 16:18
ФизТех

Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.

26 ноября, 17:00
Курчатовский институт

Фосфор – элемент, играющий ключевую роль в росте растений. В сельском хозяйстве он используется в составе многих минеральных удобрений. В то же время фосфор, содержащийся в сточных водах — серьезный загрязнитель, который при попадании в водоемы нарушает баланс экосистем и вызывает цветение водорослей. Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Южного федерального университета предложили новый экологичный способ выделения фосфора из сточных вод с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов.

20 ноября, 13:12
Полина Меньшова

Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

12 ноября, 10:47
Максим Абдулаев

Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно