Аппарат способен как плавать, так и летать, ныряя в воду под углом 70°.
Инженеры Массачусетского технологического института и Швейцарской высшей технической школы Лозанны разработали летательный аппарат с машущими крыльями весом менее 300 граммов, который может перемещаться как по воздуху, так и под водой. Вдохновленный тупиками — птицами, которые одинаково хорошо ныряют и летают, этот робот оснащен центральным фюзеляжем, парой гибких крыльев и управляемым хвостовым стабилизатором.
Во время полевых испытаний на Женевском озере устройство сначала проплыло под водой, а затем под углом 70 градусов прорвал поверхность и взмыло в воздух. Переход осуществляется исключительно за счет взмахов крыльев, без использования ног — в отличие от настоящих тупиков и уток, которые отталкиваются лапами.
При разработке команда изучила биомеханику зимородков, буревестников и тупиков. Было установлено, что мелкие птицы сохраняют одинаковую физику движений в обеих средах, просто изменяя частоту взмахов: тупик совершает около 10 взмахов в секунду в воздухе и 4 — под водой. Инженеры воспроизвели это поведение с помощью миниатюрного водонепроницаемого электродвигателя и механического коленчатого вала, которые обеспечивают стабильную частоту 5 взмахов в секунду.
Гибкость крыльев — ключевой аспект: они должны быть достаточно эластичными для уменьшения амплитуды в воде и достаточно жесткими для полета. Крылья, покрытые наночастицами, функционируют в обеих средах без утраты эффективности.
В воде робот движется со скоростью 1 метр в секунду, тогда как в воздухе — до 6 метров в секунду. Самым сложным этапом является преодоление поверхностного натяжения воды. Опытным путем был найден оптимальный угол атаки — 70 градусов: меньший угол позволяет воде захватывать кончики крыльев, тогда как больший — опрокидывает аппарат. Примечательно, что робот обходит без перепончатых лап, которые используют настоящие тупики.
Потенциальные области применения — океанография, морская биология и мониторинг прибрежных зон.
