 Имея максимальную скорость 25 миль в час, морские львы являются далеко не самыми быстрыми плавающими млекопитающими в море. Но они не имеют себе равных, когда дело доходит до скрытности их движения ласт, что позволяет им практически не оставлять следов на воде.
Меган Лефтвич, профессор механической и аэрокосмической инженерии Университета Джорджа Вашингтона, обратила внимание на эту аномалию во время визита в Смитсоновский национальный зоопарк со своими детьми в 2013 году. В то время как другие млекопитающие используют свои хвосты или дополнительные плавники, чтобы помочь им в плавании, оставляя следы, морские львы переворачиваются и вертятся без дополнительной помощи, и без следа. Будучи инженером, она предположила, могут ли исследователи повторить подобные движения.
«Морские львы плавают с помощью передних ласт, нежели их хвоста, и их пропульсивное движение является едва уловимым. Мы пытаемся применить этот механизм в техногенных объектах. Можем ли мы построить подводный аппарат, который может оставаться незамеченным?»
Чтобы ответить на этот вопрос, доктор Лефтвич и ее команда засняли на видеопленку морских львов, плавающих в зоопарке для захвата движения передних ласт кадр за кадром и отслеживая точки на их «руках», чтобы математически описать движение ластов. Они использовали математическое описание для разработки пластиковой роботизированной руки, которая имитирует суставы плеча, локтя и запястья, как у морского льва.
Затем доктор Лефтвич 3D сканирует и печатает переднюю ласту морского льва, чтобы покрыть «плечо» силиконовой версией кожи для изучения возможного влияния, которое морщины и волосы оказывают на сопротивление при плавании. Эти исследования используют диагностические методы потока, чтобы наметить движение жидкости и силы, которое требуется морскому льву, чтобы переместить его передние ласты.
Следующий шаг заключается в том, чтобы предоставить передний ласт робота для SLEWTHS, учебного аквариуме в Калифорнии, чтобы испытать ее эксперимент непосредственно с животными в их естественной среде обитания.
«Наблюдательные исследования, подобные этим, являются первым шагом в научно-исследовательской программе, которая приведет к глубокому пониманию этого уникальной парадигмы», сказала д-р Лефтвич. «Теперь, когда мы сделали предварительные исследования в Национальном зоопарке, нам нужно проверить теории, которые мы разработали на передних ластах в лаборатории с участием научно подготовленных морских львов».
Доктор Лефтвич надеется, что ее исследование может в один прекрасный день привести к более крупным проектам подводных машины, например, в поисках затонувших кораблей или разоружения подводных бомб с помощью автономных транспортных средств.
|
