گروهی در دانشگاه مریلند با توسعه یک باله رباتیک با الهام از ماهی تن، فناوری پهپادهای بدون سرنشین زیر آبی را بهبود بخشیده‌اند.

به نقل از آی‌ای، این پروژه با هدف افزایش سرعت و مانورپذیری، به دنبال پر کردن شکاف عملکرد بین وسایل نقلیه زیردریایی بدون سرنشین و همتایان هوایی آنها است. این پهپاد مجهز به باله می‌تواند اکتشافات اعماق دریا را متحول کند و کارایی بهتری نسبت به طرح‌های فعلی ارائه دهد.

هرتاس سردیرا (Huertas Cerdeira)، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه مریلند و سرپرست تحقیقات، اظهار کرد: من از شناگران زیستی الهام می‌گیرم که در طی میلیون‌ها سال تکامل یافته‌اند و می‌توانند کارآمدتر از هر چیزی با یک باله چرخان حرکت کنند. او افزود: ما نمی‌توانیم ماهی بسازیم. اما می‌توانیم رباتی بسازیم که مانند ماهی حرکت کند و آن را بهینه‌سازی کنیم.

طراحی با الهام از ماهی تُن

شناورهای هدایت‌پذیر از راه دور  پیشرفته بر پروانه‌های پیچی تکیه می‌کنند. با این حال، با پیشرفت رباتیک و خودمختاری، ماموریت‌های این شناورها پیچیده‌تر می‌شوند و نیاز به کارایی و مانورپذیری بیشتری دارند. دانشمندان در حال روی آوردن به نیروی محرکه الهام گرفته از موجودات زیستی هستند، زیرا شناگران زیستی در معیارهای کلیدی عملکرد بهتری از سیستم‌های ساخت بشر دارند.

با وجود مزایایی که دارند، هر دو سیستم پیشرانه زیستی و مکانیکی با یک مبادله بین کارایی و مانورپذیری روبرو هستند. به عنوان مثال، شناورهایی که زیرساخت‌های نفت زیر آب را بازرسی و تعمیر می‌کنند، باید مسافت‌های طولانی را پوشش دهند و در عین حال موقعیت دقیق خود را حفظ کنند. سیستم‌های مانور موجود، از جمله سطوح بالابر، بردار رانش و رانشگرهای جانبی، هر کدام دارای معایبی مانند افزایش کشش، پیچیدگی یا زمان پاسخ آهسته هستند.

با ادغام مفاهیم مهندسی و طبیعت، این مطالعه جدید رویکرد جدیدی را برای تامین انرژی شناگرها ارائه می‌دهد. مطالعه کنونی یک سیستم رانش زیر آب جدید را ارائه می‌کند که از باله دمی ماهی، به‌ویژه ماهی تن مدل‌سازی شده است.

پهپادهای دریایی دارای یک سیستم رباتیک است که باله دم را قادر می‌سازد آزادانه در سه جهت حرکت کند. به دلیل خاصیت ارتجاعی، این سیستم می‌تواند در محدوده وسیع‌تری نسبت به طرح‌های ملخ طبیعی یا مدرن حرکت کند. با این حال، تشخیص اینکه چگونه باله باید برای فعالیت‌های خاص حرکت کند، می‌تواند دشوار باشد.

برای حل این مشکل، محققان از روش داده محور استفاده می‌کنند که بر آزمایش‌های دنیای واقعی متکی است. با آزمایش حرکات مختلف و تجزیه و تحلیل نتایج در لحظه، آنها موثرترین حرکات باله را برای هدایت پهپادهای دریایی شناسایی می‌کنند. هدف این رویکرد ایجاد یک وسیله نقلیه زیر آب بسیار کارآمد و چابک است.

اگرچه این سیستم پیچیده‌تر و گران‌تر است، اما می‌توان آن را به گونه‌ای اصلاح کرد که طرح‌های باله‌های آینده، مانند باله‌های منعطف که کارایی را افزایش می‌دهند، در نظر گرفته شود.

محققان قصد دارند تا پایان سال این باله را بسازند و آن را در یک تونل آبی در آزمایشگاه هیدرودینامیک مریلند آزمایش کند. پس از تکمیل پهپاد، طی دو تا سه سال، آنها آزمایشاتی را در آزمایشگاه نوآوری و اکتشاف تحقیقات فناوری‌های خودمختار مریلند در مریلند جنوبی انجام خواهند داد.