Мягкий подводный робот опустился в Марианскую впадину — Naked Science
Сергей Васильев
1

Мягкий подводный робот опустился в Марианскую впадину

5.2

Китайские разработчики сконструировали мягкого робота с гибкими электронными компонентами и полимерными плавниками, которые позволяют ему переносить колоссальное давление на глубинах больше 10 километров.

©Li et al., 2021

Давление воды увеличивается на атмосферу с каждыми десятью метрами глубины, и ниже нескольких сотен метров не способны опуститься даже подлодки. Батискафы, работающие на глубине в тысячи метров, требуют сверхпрочного корпуса: даже беспилотный аппарат нуждается в защите внутренних механизмов и электроники от такого огромного давления. Неудивительно, что дно Мирового океана остается по большей части практически неисследованным. Поэтому китайские разработчики выбрали иной подход к созданию глубоководных машин и разработали мягкого робота, практически нечувствительного к давлению «за бортом». Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Nature.

Как и многие их коллеги, авторы вдохновлялись примерами из живой природы. По словам конструкторов, идея была подсказана морскими слизнями, самыми глубоководными из известных рыб. В частности, кости их черепа не срастаются друг с другом, что позволяет ему легко деформироваться, подстраиваясь под давление среды. Так же обычные жесткие электронные компоненты у робота разделены на небольшие части, соединенные гибкими контактами, и размещены в разных частях его мягкого тела. А те микросхемы, для которых это невозможно, были изготовлены с увеличенными промежутками между кристаллами, благодаря которым они тоже способны выдерживать деформации без нарушения работоспособности.

Общий план строения робота заимствован у глубоководных морских слизней / ©©Li et al., 2021

Кроме того, движения «плавников» машины обеспечивают не двигатели, а гибкие полимеры, способные сокращаться под действием электричества. Стандартные решения для этого не подошли: эксперименты показали, что при достаточно большом давлении и низкой температуре величина их сокращений падает с примерно 20 до трех процентов, чего уже недостаточно для движения. Поэтому авторы подобрали новый полимерный материал, не такой эффективный в обычных условиях (сокращение около 13 процентов), зато не теряющий производительности с давлением так быстро (сокращение остается на уровне около семи процентов).

©Li et al., 2021, Nature

В целом робот напоминает помесь летучей рыбы со скатом: по бокам мягкого тела раскинуты мягкие плавники, сзади извивается длинный гибкий хвост. Общая длина аппарата составляет около 22 сантиметров, а «размах крыльев» — 28 сантиметров. Полимерные «мускулы» находятся в местах их соединений с туловищем; сами плавники выполнены из тонкой мембраны, которая и позволяет им отталкиваться от воды. Они не могут обеспечить скоростное перемещение, но это не так уж важно: главное — робот легко переносит любое давление в море.

Это продемонстрировали испытания устройства, проведенные сперва в лаборатории, под давлением, а затем в озере глубиной до 70 метров и в Южно-Китайском море, где он смог перемещаться на глубине более 3200 метров. Наконец, самые суровые испытания прошли в глубочайшей в мире Марианской впадине, на глубине более 10 километров. Авторы не рискнули отправить свой единственный экземпляр в свободное плавание здесь, однако показали, что даже в таких экстремальных условиях его плавники работают как надо.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
9 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 15:39
5 минут
Илья Ведмеденко

Специалистам «Роскосмоса» удалось запустить основные двигатели нового модуля «Наука». Ранее сообщалось о технических неполадках, возникших после старта.

9 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

21 июля
4 минуты
Сергей Васильев

До сих пор было неизвестно, могут ли плоды передавать сигналы материнскому растению, но опыты, поставленные на томатах, показали, что это действительно происходит.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
Что-то не очень верится в функциональность данного гибкого робота. Да и маленький он похоже. Вся его функциональность - демонстрация идеи? Но ведь слизни не масштабируются. Подобное уже было в 1870-1980 гг. - была такая наука как бионика. Развитие показало, что полностью заимствовать решения у природы невозможно, да и бессмысленно. Хотя еще Леонардо рисовал людей с крыльями. И Ивашко, который с колокольни летал, тоже... Китайцы всегда в своем репертуаре. Что-то где-то слымзить и переделать.
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: