Naukowcy z prestiżowego MIT oraz szwajcarskiej EPFL zaprezentowali robota, który wznosi się w powietrze i nurkuje w wodzie, ale nie za sprawą brutalnej siły śmigieł. Zamiast tego, wykorzystuje elegancję i finezję trzepoczących skrzydeł. Co więcej, potrafi katapultować się z wody z powrotem w powietrze – to sztuczka, która przez lata spędzała sen z powiek inżynierom na całym świecie. Ta nowa klasa maszyn, ochrzczona mianem Flapping-wing Aerial Aquatic Vehicle (FAAV), czerpie inspirację wprost z natury, a konkretnie z ptaków nurkujących, takich jak maskonury.
Kluczowym wyzwaniem w tej materii jest kolosalna różnica w gęstości między powietrzem a wodą. Konstrukcja idealna do lotu często okazuje się kompletnie nieprzydatna, a wręcz nadmiernie mocna do pływania. Prawdziwe ptaki sprytnie składają skrzydła pod wodą, ale badacze postawili na mechanicznie prostsze rozwiązanie: znaczną elastyczność w konstrukcji skrzydeł. Dzięki temu robot może trzepotać nimi z wysoką częstotliwością (około 10 Hz) w powietrzu i znacznie niższą (~1 Hz) w wodzie, a wszystko to napędzane jest tym samym systemem silnikowym.
Prawdziwym orzechem do zgryzienia okazało się wyjście z wody, opisane jako najbardziej „energochłonny i intensywny etap całego cyklu”. Zespół odkrył, że kluczowy jest kąt wynurzenia; robot musi przebić powierzchnię wody pod kątem około 70 stopni, aby skutecznie wznowić lot. Aby rozwiązać problem wagi – tradycyjna wodoszczelna obudowa uczyniłaby robota zbyt ciężkim do latania – zespół indywidualnie zabezpieczył każdy element elektroniczny. To genialne posunięcie eliminuje potrzebę stosowania ciężkiej osłony i sprawia, że cały system jest domyślnie neutralny pod względem pływalności.
Dlaczego to takie ważne?
Drony napędzane śmigłami są głośne, a ich szybko obracające się łopaty mogą stanowić zagrożenie, zwłaszcza w delikatnych badaniach ekologicznych. Robot z trzepoczącymi skrzydłami jest z natury bezpieczniejszy, cichszy i mniej inwazyjny. Twórcy wyobrażają sobie przyszłość, w której naukowiec mógłby zabrać takiego robota w plecaku, wypuścić go z brzegu, przelecieć do konkretnych współrzędnych GPS, zanurkować, aby pobrać próbkę wody lub dokonać pomiaru, a następnie wrócić. To hybrydowe podejście może otworzyć drzwi do nowych, niskoemisyjnych metod monitorowania środowiska i badań oceanicznych, docierając tam, gdzie oddzielne roboty latające i wodne po prostu nie mogą.
