Водные дроны и роборыбы
Продолжаем рассказывать об интересных дронах. Сегодня речь пойдет о подводных и наводных устройствах, которые были разработаны совсем недавно и уже проявили себя как полезные девайсы, за которыми будущее.
Дрон-рыбак
Компания PowerVision разработала подводный дрон PowerRay. Он способен нырять на глубину до 30 м, обнаруживать скопление рыбы и производить съемку с помощью камеры 12 Мпикс. Дрон подается как устройство для фотографов, кинематографистов, исследователей, любителей спорта и рыбаков. Управлять подводным роботом можно тремя способами: с помощью пульта управления, через мобильное устройство и при помощи специальных VR-очков, которые позволяют видеть подводную жизнь и руководить движениями дрона с помощью поворотов головы. Дрон может функционировать без подзарядки в течение четырех часов в пресной, соленой или хлорированной воде. Это первый беспилотный аппарат, имеющий почти все функции авиамоделей. Он был анонсирован в начале 2017 года и с тех пор активно продается.
Дрон-исследователь
Водные экодроны приходят на помощь ученым в их исследованиях. Так, американский стартап Saildrone разработал специальные беспилотники, которые теперь помогают австралийским исследователям из Государственного объединения научных и прикладных исследований (CSIRO) изучать Южный океан. Дроны осуществляют движение за счет ветра, а электроника подпитывается солнечной энергией. Разработчики полагают, что их девайс может выдержать год беспрерывного плавания, ведя сбор информации автономно или под управлением оператора через систему спутниковой связи. Исследователь может находиться в любой точке мира, отправляя беспилотник в самые отдаленные и труднодоступные места и собирая информацию в центре CSIRO. Водный дрон обладает системой идентификации и способен избегать столкновений с другими объектами, он оборудован морскими и атмосферными датчиками, может измерять количество углерода и определять количество биомассы в столбе воды. Это то, о чем еще недавно ученые-биологи могли лишь мечтать.
Клоны рыб
Ученые-зоологи и зоопсихологи также получили предмет своих мечтаний: это робот-рыба, представляющая собой копию живого существа. Такой девайс незаменим для изучения поведения подводных обитателей, так как, в отличие от других видов аппаратов, он не пугает объекты наблюдения.
В прошлом году появилось сразу несколько разработок роборыб. Одна из них, мягкая роботизированная рыба SoFi, уже поучаствовала в погружениях в районе Радужного рифа Фиджи. Дрон управляется человеком-дайвером с помощью водонепроницаемого пульта Super Nintendo и ультразвукового передатчика. SoFi может самостоятельно контролировать плавучесть и способна погружаться на глубину до 18 м, плавая 40 минут подряд. В ее голове находится оборудование для фото и видеосъемки через объектив «рыбий глаз». «Насколько нам известно, это первая роботизированная рыба, которая может плавать без привязи в трех измерениях в течение длительного периода времени», — отметил один из кураторов проекта Роберт Кацшманн из Лаборатории искусственного интеллекта MIT.
Вскоре была представлена еще одна рыба-робот. Ученые из Университета Нью-Йорка создали ее в виде обычной аквариумной рыбки данио-рерио, это вид из семейства карповых. Маленький робот воспроизводит основные движения данио с разной степенью достоверности, которая регулируется с помощью программного обеспечения, — он может плавать как в одной плоскости, так и в разных направлениях. Роборыба следит за живыми «собратьями» с помощью нескольких камер, собранных в одну систему. Главное отличие от предыдущих роботов, копировавших живых существ, состоит в том, что данио реагирует на внешние раздражители и меняет программу в зависимости от поведения других участников морского движения.
Совсем недавно американские инженеры из Корнельского университета представили новую роборыбу с гидравлическими приводами, напоминающую внешним видом крылатку-зебру. В ней актуаторы и аккумуляторы реализованы в виде единых систем. Можно сказать, рыба движется за счет собственной искусственной системы кровообращения: она оснащена проточными аккумуляторами, которые состоят из двух электродов и жидкого электролита, текущего между ними. Жидкость движется и приводит в действие насосы, присутствующие в хвосте робота, спинном и грудном плавниках.
За счет телодвижений устройство может плыть со скоростью 15 см/м, но разработчики надеются прибавить роборыбе скорости. По расчетам инженеров, она может плыть, постоянно двигая плавниками, в течение 36 часов. По словам автора проекта Роберта Шепарда, механизм регулируется движениями жидкости внутри устройства. Жидкость может «раздувать» одну сторону хвоста рыбы-робота и заставлять другую сжиматься, что приводит к гибким движениям корпуса, выполненного из силикона. За управление роботом отвечает плата Arduino Uno.
Одним из практических применений такого вида клонов рыб может стать измерение уровня кислотности (pH) воды. Этот показатель жизненно важен для живых рыб, и ученым нужно его контролировать. Действующее устройство разработали ученые из Мадридского политехнического института и Флорентийского университета. Рыборобот может непрерывно плавать за счет приводов системной памяти и делать замеры pH с помощью полианилинового датчика — электропроводящего полимера, расположенного снаружи графитового электрода. Робот повторяет движения живой рыбы и имеет с ней внешнее сходство. Длина туловища без хвоста — 30 см, «кости» сделаны из поликарбоната, которые покрыты латексом.