Подводные дроны с плавательным пузырем: ученые МФТИ представили биоморфного робота

Ученые Московского физико-технического института (МФТИ) разработали принципиально новую гидродинамическую концепцию для подводных дронов, скопировав ключевой орган костистых рыб — плавательный пузырь. Исследование, результаты которого опубликованы в авторитетном международном журнале Scientific Reports, закладывает фундамент для создания бесшумных биоморфных роботов, способных часами патрулировать океанские глубины с минимальным расходом энергии.

Классические подводные аппараты и батискафы зависят от массивных балластных цистерн, гидравлических клапанов и мощных электронасосов. Как сообщает пресс-служба МФТИ, российские физики предложили заменить тяжеловесные компрессоры эластичной газовой камерой в хвостовой части и биоподобным хвостовым оперением. В состоянии покоя удерживать заданный горизонт роботу непросто, однако во время движения возникает гидродинамическая подъемная сила. Достаточно слегка сжать «пузырь» — корма аппарата плавно опускается, а плавники перенаправляют набегающий поток воды; при расширении камеры хвост приподнимается. В результате дрон меняет глубину практически пассивно, расходуя драгоценный заряд аккумулятора не на упорную войну с сопротивлением среды, а на естественное планирование.

Главный козырь отечественной разработки — колоссальная энергоэффективность и акустическая скрытность, о чем отдельно пишет профильное издание CNews. Полное отсутствие вибрирующих насосов позволяет аппарату скользить в толще воды бесшумно, буквально сливаясь с морской фауной. Пока мировые разработчики пытаются решить проблему автономности беспилотников установкой все более тяжелых аккумуляторов, ученые из Долгопрудного пошли путем чистой биомиметики: зачем тащить на борт центнер лишних батарей, если можно просто подсмотреть чертежи у окуня или тунца?

Практическая ценность технологии огромна: от экологического мониторинга до инспекции подводных оптоволоконных кабелей, буровых платформ и протяженных морских границ. Робот-рыба сможет вплотную приближаться к пугливым морским обитателям, не вызывая у них стресса, или неделями незаметно дежурить возле критических шельфовых объектов. Сейчас научный коллектив МФТИ готовится к серии испытаний на действующих прототипах, приближая эпоху, когда подводное пространство будут охранять не громоздкие субмарины, а юркие и выносливые стаи киберрыб.