Obserwowanie nurkującego ptaka znikającego pod wodą może wydawać się niemal nierealne. W jednej chwili płynie po niebie. Kilka sekund później płynie za ofiarą, po czym wraca w powietrze. Między tymi dwoma środowiskami może przemieszczać się około 100 gatunków ptaków. Inżynierowie odkryli, że tę naturalną zdolność niezwykle trudno odtworzyć na małą skalę.

Teraz, badacze z MIT i Szwajcarski Federalny Instytut Technologii w Lozannie, znany jako EPFL, zbudowali robota-ptaka, który może odbyć całą podróż. Robot ważący 8,8 uncji leci, zanurza się w wodzie i pływa pod powierzchnią. Następnie ponownie wzbija się w powietrze, korzystając z tego samego zestawu trzepoczących skrzydeł.

Okręg szkolny Nowego Jorku wprowadzi humanoidalnego robota w klasach tej jesieni

Zdaniem zespołu badawczego jest to pierwsze z nich robota w skali ptaka aby ukończyć ten pełny cykl samym ruchem trzepotania. Wyniki badań ukazały się w czasopiśmie Science.

Bezpłatne zajęcia CyberGuy na żywo: Sick of Spam? Dołącz do nas 22 lipca

Dołącz do nas DZIŚ, Środa, 22 lipca, o 13:00 czasu wschodniego na bezpłatne zajęcia CyberGuy Live, które pomogą Ci ograniczyć automatyczne połączenia telefoniczne, SMS-y będące spamem, wiadomości-śmieci i inne niechciane wiadomości. Kurt „CyberGuy” Knutsson przeprowadzi Cię krok po kroku przez proste sposoby filtrowania spamu, porządkowania skrzynki odbiorczej i rozpoznawania wiadomości, które mogą narazić Twoje dane osobowe na ryzyko. Nie jest potrzebne żadne doświadczenie techniczne. Otrzymasz także naszą listę kontrolną zapobiegającą spamowaniu, a każdy rejestrujący otrzyma później link do nagrania zajęć.

Zarezerwuj wolne miejsce już dziś o godz CyberGuyLive.com.

Jak ten robot-ptak pływa pod wodą i lata

Większość robotów-amfibii korzysta z oddzielnych systemów zasilania powietrzem i wodą. Ten mechaniczny ptak ma prostsze podejście. Robot zamiast śmigieł wykorzystuje trzepoczące skrzydła. Spuszczanie wody odbywa się również bez nóg i skomplikowanego mechanizmu składania skrzydeł.

Projekt ten stwarza poważny problem inżynieryjny. Woda jest około 800 razy gęstsza od powietrza, dlatego skrzydła po wejściu do wody napotykają znacznie większy opór. Aby poradzić sobie z tą radykalną zmianą, robot dostosowuje prędkość trzepotania. Jego elastyczne skrzydła zmieniają również kształt wraz ze wzrostem ciśnienia otoczenia.

Elastyczne skrzydła pomagają robotowi poruszać się po wodzie

W powietrzu robot może machać skrzydłami do 11 razy na sekundę. Pod wodą prędkość jego trzepotania waha się od 0,1 do 6 razy na sekundę. Tymczasem ciśnienie wody może wygiąć skrzydła nawet o 90%. Ta elastyczność skraca efektywny zakres każdego skoku i zmniejsza obciążenie silnika.

Te same skrzydła stają się bardziej skuteczne w locie, gdy robot dotrze w powietrze. Badacze zapewnili również maszynie neutralną pływalność. Dzięki temu pod wodą nie podnosi się ani nie opada samoczynnie. Ta równowaga pomaga oszczędzać energię baterii, ponieważ robot zużywa mniej energii walka z pływalnością.

Dlaczego pobór wody przez robota-ptaka ma znaczenie

Najtrudniejsza część zaczyna się, gdy robot próbuje opuścić wodę. Kończy przejście w czasie krótszym niż jedna sekunda, wykonując około 8 do 10 uderzeń skrzydłami. Jednakże manewr ten wymaga starannego połączenia elastyczności skrzydeł, umiejscowienia ogona i kąta startu.

Naukowcy odkryli, że najlepiej sprawdzają się średnio elastyczne skrzydła. Sztywne skrzydło ma trudności z przystosowaniem się pod wodą, a nadmierna elastyczność zmniejsza siłę potrzebną do startu. Ogon również musi pozostać krótki i przylegać do ciała. W przeciwnym razie może przeciągnąć się przez wodę i pociągnąć robota z powrotem w dół. Kąt wyjścia bliski 70 stopni dał najsilniejsze rezultaty. Bardziej płaskie podejście powoduje zbyt duży opór ogona. Niemal pionowy start może spowodować, że robot przewróci się do tyłu i wpadnie do wody.

ZELEŃSKI OGŁASZA „Przyszłość już nadeszła” PO PIERWSZYM PRZECHWYTANIU PRZEZ ROBOTY NA WOJNIE

Czego ptak-robot może nauczyć naukowców

Maszyna daje także naukowcom nowy sposób badania prawdziwych nurkujących ptaków. Śledzenie ruchu żywego ptaka pod powierzchnią może być trudne. Za pomocą robota badacze mogą dostosować jedną funkcję i zmierzyć, jak ta zmiana wpływa na wydajność.

Na przykład wiele nurkujących ptaków zmniejsza rozpiętość skrzydeł podczas pływania. Naukowcy często łączyli to zachowanie z niższym zużyciem energii. Wyniki robota sugerują, że krótsze ruchy pod wodą mogą zamiast tego pomóc ptakom zwiększyć prędkość.

Zespół porównał także wydajność napędu maszyny z wydajnością prawdziwych ptaków. Obydwa mieściły się w zakresie liczby Strouhala od 0,2 do 0,4, co badacze kojarzą z wydajnym ruchem. Jednak rozmiar ciała może zmienić strategię startu. Cięższe nurkujące ptaki mogą używać nóg do odpychania się od wody, podczas gdy ten lekki robot opiera się wyłącznie na skrzydłach.

Dlaczego robot może wybrać latanie zamiast pływania

Najbardziej efektywny tryb podróży robota zależy od odległości do pokonania. Według danych zespołu latanie zużywa mniej energii, gdy podróż przekracza około 15 metrów. W przypadku krótszych wypraw pobyt pod wodą może mieć większy sens.

Woda stwarza duży opór, więc pływanie na dłuższych dystansach staje się coraz bardziej kosztowne. Przyszły robot mógłby wykorzystać tę różnicę do zaplanowania swojej trasy. Może podpłynąć w stronę pobliskiego celu, wynurzyć się, a następnie polecieć w bardziej odległe miejsce.

Jak robot-ptak za 300 dolarów może monitorować drogi wodne

Prototyp kosztuje około 300 dolarów za materiały i wykorzystuje części, które badacze mogą pozyskać komercyjnie. Zespół udostępnił także otwarte pliki CAD projektu. Umożliwiłoby to uniwersytetom i innym budowniczym dostęp do drukarka 3D aby odtworzyć projekt.

Ostatecznie robotyczny ptak może pomóc naukowcom monitorować drogi wodne i środowiska przybrzeżne. Naukowcy wyobrażają sobie wystrzelenie go z brzegu lub łodzi. Mógłby polecieć w kierunku interesującego obszaru, zanurkować w celu pobrania próbki, a następnie wrócić z danymi.

Potencjalne misje mogą obejmować wykonywanie pomiarów w pobliżu góry lodowej lub obserwując dziką przyrodę morską z bezpieczniejszej odległości. Trzepotanie skrzydłami może również oferować praktyczne korzyści w tych środowiskach. Unikają odsłoniętych łopatek śmigieł pracujących przy dużej prędkości i mogą wytwarzać mniej hałasu w pobliżu zwierząt. Pod wodą elastyczne skrzydła mogą lepiej tolerować kontakt z gruzem niż sztywne śmigła.

WEWNĄTRZ CHIŃSKICH DRONÓW AI „WOLF PACK” ZBUDOWANYCH Z MYŚLĄ O KONFLIKCIE NA TAJWANIE

Czego potrzebuje robot przed misjami w świecie rzeczywistym

Obecny prototyp nadal opiera się na kontroli człowieka na kluczowych etapach swojej podróży. Naukowcy ręcznie uruchomili robota podczas kilku testów. Timery lub podstawowe wyzwalacze również aktywowały część jego zachowań związanych z nurkowaniem i pływaniem.

Następnym ważnym krokiem jest autonomiczna nawigacja. Robot musiałby rozpoznawać otoczenie i kontrolować każde przejście bez pomocy człowieka. Słona woda stwarza kolejną przeszkodę. Testy skupiały się na wodzie słodkiej, więc przyszłe wersje będą wymagały silniejszej ochrony przed korozją. Większy zasięg i większa wytrzymałość sprawią, że robot będzie bardziej przydatny poza kontrolowanymi eksperymentami.

Co to oznacza dla Ciebie

Prawdopodobnie w najbliższym czasie nie zobaczysz robotycznych ptaków patrolujących Twoją lokalną plażę. Jednak ten projekt pokazuje, jak to zrobić przyszłe drony mógłby dotrzeć do miejsc, które tradycyjne maszyny latające mają trudności z eksploracją. Pojedynczy robot mógłby zbierać informacje nad wodą przed wykonaniem pomiarów pod powierzchnią. Taka elastyczność mogłaby zmniejszyć potrzebę stosowania oddzielnych samolotów i pojazdów podwodnych.

Nie bez znaczenia jest także niski koszt materiałów. Mniejsze zespoły badawcze mogłyby eksperymentować z projektem bez inwestowania w kosztowną platformę niestandardową. W miarę poprawy wydajności nawigacji i baterii takie maszyny mogą sprawić, że monitorowanie środowiska stanie się bardziej dostępne.

Najważniejsze wnioski Kurta

To, co wyróżnia się tutaj, to ilość pracy, jaką badacze wykonują, korzystając z jednego elastycznego zestawu skrzydeł. Robot zmienia prędkość trzepotania, a skrzydła w naturalny sposób wyginają się, aby wytrzymać opór pod wodą. Wystrzelenie z powrotem w powietrze sprawia, że ​​jest to coś więcej niż kolejny dron inspirowany ptakami. Wykonanie tego przejścia wymaga sztywności prawego skrzydła i dokładnie kontrolowanego kąta zejścia. Prototyp nadal wymaga autonomicznego sterowania i lepszej ochrony przed słoną wodą. Mimo to koszt materiałów wynoszący 300 dolarów i otwarta konstrukcja mogą zapewnić innym badaczom niedrogą podstawę do dalszego rozwoju.

KLIKNIJ TUTAJ, ABY POBRAĆ APLIKACJĘ FOX NEWS

Czy roboty-ptaki zbierające dane środowiskowe wzbudziłyby w Tobie nadzieję w kwestii ochrony przyrody lub niepokój w związku z wtapianiem się maszyn w naturalne siedliska? Daj nam znać, pisząc do nas na adres Cyberguy.com.

Zarejestruj się, aby otrzymać mój DARMOWY raport CyberGuy

• Otrzymuj moje najlepsze wskazówki techniczne, pilne alerty dotyczące bezpieczeństwa i ekskluzywne oferty prosto do swojej skrzynki odbiorczej.
• Aby poznać proste, rzeczywiste sposoby wczesnego wykrywania oszustw i zapewnienia sobie ochrony, odwiedź stronę CyberGuy.com – zaufały mu miliony osób codziennie oglądających CyberGuy w telewizji.
• Ponadto po dołączeniu otrzymasz natychmiastowy i bezpłatny dostęp do mojego Przewodnika przetrwania w trybie Ultimate Scam.

Prawa autorskie 2026 CyberGuy.com. Wszelkie prawa zastrzeżone.