Взмывает уткой, ныряет гагарой: 300-граммовый робот из MIT научился летать и плавать на одних крыльях

Инженеры Массачусетского технологического института создали крылатого робота FAAV весом менее 300 граммов, способного летать и плавать под водой на одних и тех же машущих крыльях. Вдохновением послужили ныряющие птицы вроде уток, и, как показали испытания в лаборатории и на Женевском озере, машина эффективно переходит из воздуха в воду и обратно, подбирая оптимальную частоту взмахов. Работа опубликована в журнале Science.

Разработчики изучили биологию примерно сотни видов птиц-амфибий, которые делают около десяти взмахов в секунду в воздухе и четырех — в воде. Робот получил водонепроницаемый мотор, гибкие гидрофобные крылья и подвижный хвост. Тесты показали, что оптимальны крылья размахом 80 сантиметров: с ними аппарат разгоняется до шести метров в секунду в воздухе и до одного метра в секунду под водой при пяти взмахах. Гибкость позволяет снижать амплитуду в плотной воде и сохранять подъемную силу в полете. Для стабильного вылета из воды инженеры нашли критический угол наклона — ровно 70 градусов, иначе робот либо опрокидывается, либо цепляет крыльями воду. При этом он справляется с задачей даже лучше живых птиц, которым для взлета приходится перебирать лапами по поверхности.

Доцент кафедры машиностроения MIT и ведущий автор исследования Рафаэль Зуфферей назвал заветной мечтой, чтобы океанологи, морские биологи и жители побережий запускали такого робота с лодки или берега, он летел к айсбергу или стае китов, погружался для измерений или сбора образцов и возвращался обратно. Пока аппарату предстоят испытания в шторм и сильный ветер, а конструкцию крыльев планируют усовершенствовать, добавив возможность поворота.