На дне океана все может стать очень хаотичным, и подводным роботам будет сложно удержаться от уноса. Новое исследование, однако, предполагает, что, скопировав структуру морских звезд, их можно фактически было бы вдавить на место.
Морские звезды - к примеру Pisaster ochraceous - обычно цепляются за скалы в суровой приливной зоне. Многочисленные ножки с присосками на их нижней стороне, безусловно, помогают им оставаться в безопасности, но оказывается, что их форма тела также играет важную роль.
В ходе испытаний, проведенных в Инженерной школе Витерби Университета Южной Калифорнии, модели в форме морских звезд, напечатанные на 3D-принтере, были помещены на дно резервуаров с водой, а затем подвергнуты воздействию волн. Было обнаружено, что их треугольная форма клина действовала как пандус, заставляя воду, текущую с боковых сторон, отклоняться вверх.
«Когда морская звезда отталкивает поток, поток создает равную и противоположную силу, которая толкает морскую звезду вниз», - говорит доктор Митул Лухар, который руководил исследованием вместе с докторантом Марком Гермесом. «Конус или сфера не создают такого же «эффекта наклона пандуса» и, следовательно, не создают аналогичной прижимной силы».
Измеренные поля течения для модели морской звезды (слева) и сферического купола. Компьютерное моделирование показало, что восходящее отклонение потока вокруг модели морской звезды создает прижимную силу. Фото: Mark Hermes
Фактически было обнаружено, что вода течет вверх по одной стороне конуса или сферического купола, а затем вниз по другой, в конечном итоге создавая эффект подъема. С морскими звездами дело обстоит иначе, которые максимизируют преимущество своей формы, сплющивая их тела при воздействии сильных течения.
Теперь есть надежда, что в будущем подводные роботы с мягким телом могут также изменять свою форму по мере необходимости, временно принимая форму сплющенной морской звезды, чтобы противостоять суровым условиям.
«Если мы сможем использовать преимущества окружающей среды вместо того, чтобы бороться с ней, мы сможем добиться повышения эффективности и производительности», - говорит Лухар.
Исследование описано в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
Источник: New Atlas / USC Viterbi School of Engineering
