Новый аппарат получил название FAAV (Flapping-wing Aerial-Aquatic Vehicle — машущий крыльями воздушно-водный аппарат). Он весит меньше 300 граммов и больше напоминает птицу, чем привычный дрон. Вместо пропеллеров у него гибкие машущие крылья и подвижный хвост, которые работают и в воздухе, и под водой.
На первый взгляд кажется, что нужно просто сделать водонепроницаемый дрон. Но проблема гораздо глубже.
Вода примерно в тысячу раз плотнее воздуха. Крылья, идеально подходящие для полета, в воде испытывают огромное сопротивление, а «подводные» плавники практически бесполезны в небе. Именно поэтому большинство существующих роботов либо летают, либо плавают, используя разные двигатели и движители.
Природа давно решила эту задачу. Морские птицы используют одни и те же крылья в двух совершенно разных средах, меняя лишь частоту взмахов и положение тела. Именно этот принцип и попытались воспроизвести инженеры.
Исследователи испытали несколько вариантов крыльев разного размера. Лучшие результаты показали крылья среднего размера с гибкой мембраной.
Под водой они слегка сгибаются, уменьшая сопротивление, а в воздухе становятся достаточно жесткими, чтобы создавать подъемную силу. Благодаря этому робот может плыть со скоростью почти 1 м/с, затем под углом около 70 градусов выскочить из воды и продолжить полет со скоростью около 6 м/с.
Самое неожиданное открытие заключалось в том, что роботу не понадобились «лапы». Настоящие тупики и утки помогают себе при взлете с поверхности воды, активно отталкиваясь перепончатыми лапами. Робот же справился только за счет работы крыльев и хвоста.
Сегодня исследование океана требует сразу нескольких устройств: беспилотника для наблюдений с воздуха, лодки и подводного аппарата. Новый робот способен объединить все эти функции.
В будущем такие машины смогут самостоятельно долетать до айсбергов, колоний морских птиц, коралловых рифов или китовых стай, погружаться для отбора проб воды или измерения температуры, а затем возвращаться с собранными данными. Благодаря этому наблюдения можно будет проводить не раз в неделю, а хоть каждый час.
Для ученых это еще и необычная лаборатория. Робот помогает понять, как морские птицы смогли приспособиться к жизни сразу в двух мирах — воздушном и подводном. Возможно, именно эти знания станут основой нового поколения экологических аппаратов, которые будут почти так же универсальны, как их живые прототипы.
