เครื่องร่อนที่เป็นอิสระสามารถบินราวกับนกอัลบาทคอยลล่องเรือเสมือนเรือใบ

ในภูมิภาคที่มีลมแรงสูงหุ่นยนต์ถูกวางแบบมาเพื่อให้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างสูงเหมือนกับคู่ของนก ในกรณีที่มีลมสงบขึ้นหุ่นยนต์สามารถตักน้ำทะเลลงไปในน้ำเพื่อนั่งเรือใบตัวอย่างเช่นเรือใบที่มีประสิทธิภาพสูงแทน

ระบบหุ่นยนต์ซึ่งยืมมาจากการออกแบบทางทะเลและทางชีววิทยาสามารถครอบคลุมระยะทางที่กำหนดได้โดยใช้ลมมากเป็นอันดับ 1 เท่าของAlbatross และเดินทางได้เร็วกว่าเรือใบทั่วๆไปโดยประมาณ 10 เท่า ตะแกรงยังค่อนข้างเบาน้ำหนักโดยประมาณ 6 ปอนด์ นักวิจัยหวังว่าในอนาคตอันใกล้นี้นักบินอวกาศที่มีขนาดกระชับและเร็วทันใจสามารถนำไปใช้สำหรับในการตรวจสอบแนวปะการังขนาดใหญ่ของห้วงสมุทรได้

Gabriel Bousquet สมัยก่อน postdoc ในภาควิชา Aeronautics and Astronautics ของ MIT ซึ่งเป็นผู้นำการออกแบบหุ่นยนต์พูดว่าเป็นส่วนใดส่วนหนึ่งของวิทยานิพนธ์ปริญญาโทของเขา “โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งจำเป็นเป็นอย่างมากที่จำเป็นต้องทำความเข้าใจกับ Southern Ocean รวมทั้งการมีปฏิสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเช่นไร แต่มันยากมากที่จะไปถึงที่โน่นพวกเราสามารถใช้พลังงานจากสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีคุณภาพในการเดินทางระยะไกล” กับระบบที่ยังคงขนาดเล็ก. “

Bousquet จะเสนอเนื้อหาของระบบหุ่นยนต์ในสัปดาห์นี้ที่งาน IEEE’s International Conference on Robotics and Automation ในเมืองบริสเบนประเทศออสเตรเลีย ผู้มาร่วมงานของเขาในแผนการคือ Jean-Jacques Slotine, ศ.จ.ด้านวิศวกรรมเครื่องกลแล้วก็สารสนเทศศาสตร์แล้วก็วิทยาศาสตร์สมอง; และก็ Michael Triantafyllou, Henry L. และ Grace Doherty ศ.จ.ทางด้านวิทยาศาสตร์และก็วิศวกรรมในห้วงสมุทร

ฟิสิกส์ของความเร็ว

เมื่อปีที่ผ่านมา Bousquet, Slotine และก็Triantafyllou ได้เผยแพร่ผลการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับพลวัตของเที่ยวบินอัลบาทรอสซึ่งระบุกลศาสตร์ที่ทำให้นักท่องเที่ยวที่ไม่เคยรู้เมื่อยล้าเดินทางไปในระยะทางกว้างขวางในระหว่างที่ใช้พลังงานน้อยที่สุด กุญแจสำคัญสำหรับในการเดินทางมาราธอนของนกคือความสามารถสำหรับเพื่อการขี่เข้ารวมทั้งออกมาจากชั้นอากาศสูงรวมทั้งต่ำของอากาศ

นักค้นคว้าพบว่านกสามารถดำเนินกรรมวิธีการทางมายากลที่เรียกว่า“การโอนย้ายโมเมนตัม” ซึ่งใช้โมเมนตัมจากชั้นอากาศที่สูงขึ้นและการมุดน้ำลึกลงไปทำให้การเคลื่อนที่ของโมเมนตัมลดลงช้าลงและขับตัวเองได้ โดยไม่ต้องกางปีกอย่างต่อเนื่อง

น่าดึงดูด Bousquet สังเกตว่าฟิสิกส์ของเที่ยวบิน Albatross มีความคล้ายคลึงกับการเดินทางของเรือใบ อีกทั้งalbatross และก็ motor power transfer motor เพื่อสามารถเขยื้อนได้ แม้กระนั้นในกรณีของเรือใบการถ่ายโอนที่เกิดขึ้นมิได้ระหว่างชั้นของอากาศ แต่ระหว่างอากาศและน้ำ

“เรือใบใช้แรงกระตุ้นจากลมด้วยใบเรือของพวกเขาและฉีดเข้าไปในน้ำโดยการสนับสนุนกลับกับกระดูกงูของพวกเขา” Bousquet อธิบาย “โน่นคือวิธีการดึงพลังงานสำหรับเรือใบ“

Bousquet ยังตระหนักว่าความเร็วที่ albatross รวมทั้งเรือใบสามารถเดินทางขึ้นอยู่กับสมการทั่วไปเดียวกันที่เกี่ยวพันกับการโอนโมเมนตัม เป็นหลักทั้งนกแล้วก็เรือสามารถเดินทางได้เร็วขึ้นถ้าเกิดพวกเขาสามารถอยู่ได้สูงขึ้นอย่างเร็วหรือมีความสัมพันธ์กับสองชั้นหรือสื่อที่มีความเร็วไม่เหมือนกันมากมาย

อัลบาทรอสทำได้ดีกับอดีตกาลเพราะว่าปีกของมันให้แรงขึ้นตามธรรมชาติแม้ว่าจะบินระหว่างชั้นอากาศที่มีความต่างกันเล็กน้อยใน windspeeds ขณะที่เรือใบมีความสะดุดตาในด้านหลังการเดินทางระหว่างสองสื่อที่มีความเร็วต่างๆนาๆมากมายเมื่อเทียบกับอากาศ – หากว่าตัวเรือจะสร้างแรงเสียดทานมากมายรวมทั้งป้องกันไม่ให้เกิดความเร็วมากนัก Bousquet สงสัยว่าจะกำเนิดอะไรขึ้นหากรถได้รับการออกแบบเพื่อให้ปฏิบัติงานเจริญในเมตริกทั้งคู่แต่งงานกับคุณภาพสูงของทั้ง Albatross รวมทั้งเรือใบ?