Маневренные и акустически скрытные: киты вдохновили ученых на создание новых роботов

Хвостовые плавники китообразных (китов и дельфинов) бывают самых разных форм. Механизм движения плавников также сильно отличается: например, некоторые китообразные могут хлопать ими с большей амплитудой или наклонять их под более крутым углом.

В новой работе исследователи хотели лучше понять эту взаимосвязь между двумя переменными. Для этого они изучали механику движущих сил китообразных с помощью численного моделирования движений их колеблющихся хвостовых плавников. Другими словами, модель должна была качественно предсказать, какие движения плавника должны быть максимально эффективными в соответствии с его формой.

Используя данные о форме и кинематике пяти видов китообразных — афалинов, пятнистых дельфинов, косаток, ложных касаток и белух, — они провели моделирование для каждого из видов, чтобы определить его пропульсивную эффективность. Затем они поменяли данными местами: например, запустив симуляцию формы плавника косатки, привязанную к кинематике дельфина.

Работа показала, что форма плавника ложной касатки была самой идеальной вне зависимости от кинематики, а механизм работы плавника белух оказался идеальным вне зависимости от формы.

Эти результаты, по словам авторов работы, в будущем позволят создать быстрых эффективных, маневренных и акустически скрытных подводных роботов нового поколения.