«Апостериори»: Подводному роботу хватило двух приводов для движения во всех направлениях
Новости науки и технологий
Поддержите «Эхо», если вы не в России
Подводный робот научился подниматься, опускаться, плыть вперёд и назад и разворачиваться, используя всего два пневматических привода.
Обычно сложное трёхмерное движение требует большого числа моторов и отдельного управления каждой конечностью. Инженеры из США решили часть этой работы передать самой механике тела робота.
В исследовании, опубликованном 7 октября 2026 года в Science Advances, авторы представили мягкого пловца, вдохновлённого морскими лилиями. У него четыре гибкие лентообразные конечности, расположенные вокруг центрального корпуса. Давление подаётся всего по двум каналам.
Секрет заключается в механической неустойчивости гибких элементов. При определённой деформации они не продолжают сгибаться плавно, а быстро перескакивают в другое состояние. Инженеры подобрали геометрию так, чтобы разные последовательности двух входных сигналов автоматически превращались в разные движения четырёх конечностей.
В одном режиме робот сокращает их синхронно и движется вверх или вниз примерно как медуза. В другом конечности создают волнообразное движение, позволяющее плыть вперёд и назад. В третьем они создают вращающий момент, и робот разворачивается практически на месте.
Максимальная скорость достигала 1,64 длины корпуса в секунду, а скорость вращения – около 90 градусов в секунду. Исследователи также визуализировали потоки воды и провели гидродинамическое моделирование, чтобы понять, какие вихри создают тягу в каждом режиме.
Авторы называют этот подход механическим интеллектом. Это не интеллект в смысле вычислений: робот не принимает сложных решений. Идея в том, что правильно спроектированное тело само преобразует простой управляющий сигнал в сложное движение. Благодаря этому можно уменьшить количество приводов, датчиков и вычислений.
В демонстрациях к роботу добавляли небольшую камеру, магнитные элементы и захваты, показывая возможное применение для сбора мусора и наблюдения за подводной средой.
Пока это лабораторный прототип, которому требуется внешняя пневматическая система. Но принцип может быть полезен там, где масса, энергопотребление и количество движущихся деталей особенно критичны. Иногда сделать управление проще можно не более мощным компьютером, а более умной геометрией самой машины.
Морские лилии, вдохновившие конструкцию, используют множество гибких лучей, но координация их движения возникает не только из нервного управления – важна механика самих тканей и окружающей воды. Инженеры пытаются воспроизвести именно эту идею: часть координации заранее «записать» в свойства материала и форму конечностей.
Такой подход особенно привлекателен для мягких роботов. Чем больше у них гибких элементов, тем сложнее точно рассчитывать положение каждого. Если нужное движение автоматически возникает из физики конструкции, контроллеру остаётся задавать лишь несколько простых параметров – например, частоту и фазу давления.