Robojelly. Фото с сайта www.brisbanetimes.com.au
Исследователи из Политехнического университета Виргинии (США) разработали подводный дрон, выглядящий и плавающий как медуза. При этом он использует инновационную систему движения, в которой нет места электричеству: искусственные мышцы на основе сплавов с "памятью формы" сокращаются под действием тепла.
Искусственные мышцы робомедузы представляют собой многослойные углеродные нанотрубки диаметром 1,6 мм, покрытые наночастицами платины и завернутые в никель-титановую оболочку. Когда топливо — смесь кислорода и водорода — поступает в трубки, происходящая в них экзотермическая реакция активирует никель-титановые поверхности мышц, и они сокращаются. В результате реакции образуется лишь вода, что делает дрон еще и экологически чистым. Углеродные трубки не только играют роль каркаса для наночастиц платины, но и благодаря отличной теплопроводности обеспечивают передачу энергии к поверхностному сплаву "мышцы" почти без потерь. Ну а в будущем разработчики намерены оснастить робота солнечной батареей, вырабатывающей электричество для получения водорода прямо из морской воды.
После теоретического рассмотрения возможных форм такого робота исследователи сочли оптимальной форму медузы с ее сокращающимся и расширяющимся "колоколом" в верхней части. Нового робота так и назвали — Robojelly. Показатели сокращения/сжатия для нового типа искусственных мышц составили 13,5%, в то время как у настоящих медуз он равен 42%. Время сокращения мышц робота — 450 мс.
Медуза оказалась объектом копирования, потому что это беспозвоночное имеет простейшую из эффективных моделей плавания: она либо загребает краями купола, либо использует реактивное движение, сокращая купол целиком и отбрасывая воду назад. Большой купол позволяет создать приличную тягу даже при относительно малом умении робота сокращать мышцы (пока втрое худшем, чем у настоящей медузы). Водород же как топливо был избран за высокую удельную энергоемкость: на единицу массы он несет вдвое больше энергии чем, например, бензин.
В качестве возможной сферы применения подводного дрона авторы называют подводные поисково-спасательные и исследовательские операции. Однако финансирование разработки, ведущейся по программе MURI Отдела исследований ВМС США, показывает, что у робота, копирующего вездесущих медуз и не производящего при движении шума, могут быть и иные, не столь мирные приложения.
Элементы испытаний Robojelly
