«Невидимый» шпион на дне океана: создана «рыба судного дня», не пугающая морских обитателей
По заказу Управления военно-морских исследований США ученые инженерной школы Корнеллского университета приступили к разработке подводного аппарата совершенно нового типа, предназначенного для изучения дна океана. Перед группой под руководством профессора Роба Шеперда поставлена задача создать робота огромных размеров, который при этом мог бы передвигаться под водой бесшумно и совершенно не пугая морскую фауну.
В качестве решения этой сложной инженерной проблемы было выбрано одно из самых загадочных существ природы — обитающий в глубоких слоях океана сельдяной король (ремень-рыба), известный в народе под названием «рыба судного дня».
Искусство плавания без движения тела
Эта гигантская рыба, достигающая в длину почти 8 метров, обладает уникальной биологической особенностью передвижения под водой:
Застывший корпус: Вместо того чтобы волнообразно изгибать все тело, подобно уграм или другим морским обитателям, сельдяной король во время плавания держит свое тело практически прямолинейно и неподвижно;
Бесшумный плавник: Основная движущая сила создается за счет длинного лентообразного плавника, тянущегося вдоль его задней части;
Легкое управление: Микроволны, возникающие в этом плавнике, позволяют рыбе двигаться вперед, назад и идеально управлять направлением без малейшего шума.
Поскольку при извлечении из воды или гибели тело этого существа быстро распадается на хрупкие фрагменты, ученые в сотрудничестве с бывшим ихтиологом Корнеллского университета Уилли Бэмисом использовали в исследовании компьютерную томографию, специальные рентгеновские лучи Смитсоновского института и детальное анатомическое моделирование.
Сотни «джойстиков» под кожей: в чем секрет изобретения?
Изучая анатомию рыбы, исследователи обнаружили скрытую под кожей сложную кинематическую структуру, впервые доказанную в ходе эволюции:
Шаровые шарниры: Сотни тонких лучей костеподобной формы, поддерживающих спинной плавник, закреплены на специальных шаровых шарнирах, работающих подобно миниатюрным «джойстикам»;
Независимое управление: Каждый луч приводится в движение отдельно с помощью уникальных мышц и хрящей, что позволяет любой части плавника независимо поворачиваться в разные стороны;
Противоположные волны: Тонкая мембрана, соединяющая лучи, способна одновременно передавать волну движения в двух противоположных направлениях. В результате гигантская рыба мгновенно и резко меняет скорость движения и траекторию, не изгибая свое тело.
Применение в робототехнике: «невидимый» наблюдатель за океаном
Команда Роба Шеперда разрабатывает биомиметических подводных роботов, способных совершать маневры с высокой точностью, копируя эту биомеханику.
Данное изобретение произведет революцию не только в военно-морском стратегическом наблюдении, но и в изучении хрупких океанских экосистем, чрезвычайно чувствительных к человеческому фактору и техническому шуму. Роботы предоставят возможность собирать ценные данные из таинственных глубин, не пугая подводный животный мир и не нарушая экологический баланс на морском дне.
Комментарии 0
…