Ένα μικρό ρομπότ που μπορεί τόσο να πετά όσο και να κολυμπά, αλλά και να περνά από το νερό στον αέρα μέσα σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο, κατασκεύασαν ερευνητές του Τεχνολογικού Ινστιτούτου Μασαχουσέτης (MIT), αντλώντας έμπνευση από καταδυόμενα θαλασσοπούλια όπως η φρατέρκουλα του Ατλαντικού, γνωστή και ως «παπαγάλος της θάλασσας».
Το εργαστήριο του μηχανολόγου μηχανικού Raphael Zufferey στο MIT είναι γεμάτο μικρά ιπτάμενα ρομπότ, ενώ διαθέτει μια μεγάλη δεξαμενή νερού και ένα σύστημα ανεμιστήρων που μπορεί να δημιουργήσει ισχυρούς ανέμους. Στόχος της ερευνητικής ομάδας ήταν να αναπτύξει ένα ρομπότ περίπου στο μέγεθος πουλιού, ικανό να κινείται αποτελεσματικά τόσο στον αέρα όσο και στο νερό και, κυρίως, να μεταβαίνει από το ένα περιβάλλον στο άλλο, αναφέρει το NPR.
Το αποτέλεσμα, που παρουσιάζεται σε μελέτη στο περιοδικό Science, είναι ένα εναέριο-υδρόβιο ρομπότ βάρους περίπου 230 γραμμαρίων και με άνοιγμα φτερών λίγο μικρότερο από 90 εκατοστά.
Έμπνευση από τα καταδυόμενα πουλιά
Η πρόκληση ήταν μεγάλη, καθώς το νερό και ο αέρας διαφέρουν δραματικά ως προς την πυκνότητά τους. Τα καταδυόμενα πουλιά έχουν εξελιχθεί ώστε να αντιμετωπίζουν αυτή τη δυσκολία, χρησιμοποιώντας τα φτερά τους για να κινούνται και στα δύο περιβάλλοντα.
Οι ερευνητές βασίστηκαν στη γενική μορφολογία αυτών των πουλιών, αλλά έκαναν δύο σημαντικές αλλαγές. Απέφυγαν να προσθέσουν πόδια, καθώς η κατασκευή και ο έλεγχός τους θα ήταν πολύ περίπλοκα, και αποφάσισαν να μην χρησιμοποιήσουν αναδιπλούμενα φτερά. Αντί για πρόσθετες αρθρώσεις και κινητήρες, αξιοποίησαν την ευκαμψία των φτερών.
Το κεντρικό σώμα του ρομπότ, που φιλοξενεί τον κινητήρα και την μπαταρία, είναι ανοιχτό και πλημμυρίζει με νερό κατά την κατάδυση. Για τον λόγο αυτό, κάθε ηλεκτρονικό εξάρτημα έχει στεγανοποιηθεί ξεχωριστά. Η σχεδίαση αυτή κρατά το ρομπότ αρκετά ελαφρύ ώστε να πετά, αλλά ταυτόχρονα του προσφέρει ουδέτερη πλευστότητα, ώστε να μη βυθίζεται ούτε να ανεβαίνει μόνο του στην επιφάνεια.
Το κεντρικό σώμα του ρομπότ, που φιλοξενεί τον κινητήρα και την μπαταρία, είναι ανοιχτό και πλημμυρίζει με νερό κατά την κατάδυση
Raphael Zufferey
Τα φτερά είναι κατασκευασμένα από ημιδιαφανές νάιλον ύφασμα ενισχυμένο με στοιχεία από ανθρακονήματα, ενώ μια ουρά βοηθά στη σταθεροποίησή του κατά την πτήση. Για να παραμένει στον αέρα, χτυπά τα φτερά του πέντε έως έξι φορές το δευτερόλεπτο. Για να εκτοξευθεί όμως από το νερό, απαιτούνται περίπου δέκα χτυπήματα το δευτερόλεπτο, ώστε να παραχθεί η απαραίτητη ώθηση.
Σε δοκιμή στη λίμνη της Γενεύης, στην Ελβετία, το ρομπότ βγήκε από το νερό και πέρασε σε κανονική πτήση σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Οι ερευνητές υπολόγισαν επίσης τις ιδανικές γωνίες απογείωσης και το κατάλληλο μέγεθος των φτερών. Με μία φόρτιση, το ρομπότ εκτιμάται ότι μπορεί να πετάξει σχεδόν 6,5 χιλιόμετρα ή να κολυμπήσει περισσότερα από 1,6 χιλιόμετρα.
Πού μπορεί να χρησιμεύσει
Οι πιθανές εφαρμογές του είναι πολλές. Ένα τέτοιο ρομπότ θα μπορούσε να πετάξει έως έναν απομακρυσμένο κοραλλιογενή ύφαλο, ένα κοπάδι φαλαινών ή μια περιοχή όπου αναπτύσσεται επιβλαβής άνθηση φυκών, να προσγειωθεί στο νερό και να συλλέξει δείγματα και δεδομένα. Οι ερευνητές σχεδιάζουν ήδη να το εξοπλίσουν με αισθητήρες για την παρακολούθηση φυκών, ιχθυαποθεμάτων και της διάβρωσης των ακτών.
Όπως επισημαίνει ο Zufferey, η φύση προσφέρει στους ερευνητές της ρομποτικής την απόδειξη ότι τέτοιοι πολύπλοκοι μηχανισμοί είναι εφικτοί: «Βλέπεις ότι η βιολογία το έχει ήδη καταφέρει. Αυτό σου δίνει ελπίδα ως ερευνητή της ρομποτικής και σου λέει ότι θα πρέπει να είναι δυνατό».