Acest robot explorează adâncurile oceanelor, unde oamenii nu pot ajunge. Ce a descoperit

Acest robot explorează adâncurile oceanelor, unde oamenii nu pot ajunge. Ce a descoperit
Sursa foto: Arată ca un pește. Dar e mai mult decât atât

Cele mai adânci regiuni ale oceanelor rămân în continuare una dintre cele mai puțin explorate zone de pe Pământ, în ciuda interesului lor științific considerabil și a bogăției formelor de viață care locuiesc acolo. Acum, un robot poate explora aceste zone.

Două motive pentru faptul că aceste zone nu sunt explorate îndeajuns de mult sunt temperaturile scăzute și presiunile enorme exercitate la astfel de adâncimi, care necesită ca echipamentele de explorare să fie protejate cu atenție în interiorul camerelor metalice sau ceramice de înaltă rezistență, pentru a rezista. Acest lucru face ca navele de explorare în adâncime să fie voluminoase, scumpe și dificil de proiectat, fabricat și transportat.

Dar un nou pește robot subacvatic, autoalimentat, pare să ofere o alternativă. Potrivit unei lucrări recente, robotul a reușit să ajungă în cea mai adâncă parte a Oceanului Pacific – Groapa Marianelor – la o adâncime de aproape 11 km.

Presiunea de acolo este de peste o mie de ori mai mare decât cea de la suprafață. Cu toate acestea, diferite animale, inclusiv peștii, sunt capabili să reziste acestei presiuni uluitoare și s-au adaptat vieții în astfel de condiții nefaste. Morfologia și structura craniană a unuia dintre aceste organisme marine, peștii melci, ar fi inspirat designul acestui remarcabil robot înotător.

Principala descoperire care a permis această realizare semnificativă a fost un corp de polimer special conceput, care se deformează, fără a se rupe, sub presiune înaltă. Echipa de cercetători din Hangzhou din China a reușit să încorporeze componentele electronice delicate necesare pentru putere, mișcare și control într-o matrice de silicon de protecție.

Acest robot este inspirat de un pește care trăiește la mari adâncimi

Componentele electronice au fost separate unele de altele, în loc să fie strânse laolaltă, așa cum este practica obișnuită, pentru a le face mai rezistente la presiune, asemănătoare oaselor craniului peștilor melci.

Robotul arată și el ca peștii melci, cu corpul și coada alungite, precum și două aripioare laterale mari din silicon subțire. Aripioarele se clatină pentru a propulsa micul robot, care măsoară doar 22 cm lungime, cu o anvergură a aripilor de 28 cm.

Aripioarele nu sunt acționate de motoare rigide, ci de mușchi artificiali moi. Mușchii conțin elastomeri dielectrici – o clasă de materiale inteligente care se contractă atunci când se aplică tensiune electrică, pentru a crea mișcări mari.

Elementele din elastomer dielectric în formă de disc creează mișcarea aripilor care propulsează robotul, atingând viteze de până la aproximativ 0,2 km/h, chiar și la adâncimi semnificative.

Cu toate acestea, acest tip de actuatoare – piesele care fac mișcarea unei mașini – necesită o tensiune foarte mare. Un amplificator compact de înaltă tensiune înmulțește tensiunea bateriei litiu-ion de peste o mie de ori pentru a îndeplini această cerință, în timp ce un receptor cu infraroșu permite controlul de la distanță al robotului. Aripioarele moi și dispozitivele de acționare au fost proiectate cu atenție pentru a supraviețui și a funcționa bine la temperaturi scăzute și presiuni ridicate ale mediului în adâncime.

Echipa a efectuat ample studii de calcul și teste de laborator ale metodologiei de propulsie și a modului în care electronica se descurcă sub presiuni extreme. Apoi, a efectuat teste de înot liber, mai întâi într-un lac adânc, apoi în Marea Chinei de Sud, la adâncimi mai mari de 3 km, înainte de a-l desfășura în Groapa Marianelor.

Robotul-pește explorează oceanele și descoperă lucruri neștiute până acum

În testele de teren, robotul a fost montat pe un lander de adâncime, deci nu i s-a permis să înoate liber. Dar a reușit să-și mențină mișcarea de clătinare, așa cum a fost înregistrată de camerele landerului, timp de 45 de minute la o adâncime de 10.900 de metri.

Acest înotător de adâncime este un exemplu de nouă generație de roboți inspirați de organisme vii – atât animale, cât și plante. Acestea sunt construite exploatând avantajele materialelor conforme, cum ar fi siliconul și alți polimeri, geluri sau chiar textile.

Acești roboți se pot îndoi, curba și adapta ca răspuns la forțele din mediul lor, deci sunt în mod inerent mai siguri de a lucra lângă oameni, comparativ cu roboții industriali rigizi tipici. Pe de altă parte, proiectarea, acționarea, detectarea și controlul lor pot reprezenta provocări semnificative, care stau la baza interesului lor științific și tehnologic.

În prezent, există o activitate de cercetare interdisciplinară intensă în acest nou domeniu, numită robotică moale, ce duce la progrese inovatoare interesante pentru o serie de aplicații conexe, de la agricultură la medicină și spațiu. Harvard Octobot este un exemplu al acestei clase de roboți, care pare să fi fost, printre altele, o sursă de inspirație pentru proiectarea și tehnologiile utilizate în acest robot de adâncime.

Versiunea actuală a robotului înotător la adâncime pare a fi relativ lentă, nu foarte ușor de manevrat și, eventual, nu poate rezista curenților puternici subacvatici care i-ar perturba cursul, în timp ce încearcă să urmeze o cale dorită. Cu toate acestea, proiectanții săi par să aibă deja planuri de îmbunătățiri suplimentare care să-l facă mai manevrabil, mai eficient și mai inteligent.

În ciuda oricăror neajunsuri, nu ar trebui să subestimăm principiile de proiectare robotică și progresele tehnologice care au dus la o demonstrație atât de interesantă.

DĂ PLAY ȘI FII MAI INFORMAT DECÂT PRIETENII TĂI
Citește și: