Zespół z EPFL i Uniwersytetu Nowojorskiego zbudował robotyczną rybę, którą da się powiększyć bez przeprojektowywania. Trzy prototypy ScaFi mają 0,6, 1,1 i 2,9 metra długości, a między wersjami zmienia się właściwie jeden parametr: średnica pręta w ogonie. Pracę opisano 28 września 2026 w czasopiśmie npj Robotics.
Najważniejsze w skrócie
- Zbudowano trzy prototypy o długości 0,6 m, 1,1 m i 2,9 m
- Skalowanie polega na proporcjonalnej zmianie średnicy pręta ogonowego, mechanizm napędowy zostaje ten sam
- Ogon porusza jeden silnik przez dwa cięgna krzyżujące się przy nasadzie, co daje falę w kształcie litery S
- Kinematyka pływania pozostała zbieżna we wszystkich trzech rozmiarach
- Efektywność energetyczna nie skalowała się tak przewidywalnie jak ruch
Jeden parametr zamiast nowego projektu
W robotyce powiększenie konstrukcji zwykle oznacza projekt od nowa: inne przełożenia, inne silniki, inna sztywność. ScaFi został pomyślany parametrycznie. Przód jest sztywny, ogon to elastyczny pręt z włókna szklanego, a sterowanie sprowadza się do napędu ścięgnowego — dwa cięgna ciągnięte przez jeden silnik.
Przy zmianie długości projektanci skalują średnicę pręta, nie cały układ. Dzięki temu ten sam wzór ruchu odtwarza się w każdej skali. Najmniejsza wersja wytwarzała w wodzie ślad podobny do tego, jaki zostawia prawdziwa ryba.
Trzy rozmiary, trzy środowiska
| Prototyp | Długość | Miejsce testów |
|---|---|---|
| mały | 0,6 m | strumienie o głębokości 15–30 cm |
| średni | 1,1 m | szwajcarskie potoki |
| duży | 2,9 m | Jezioro Genewskie |
Dobór środowisk nie jest przypadkowy. Płytki strumień wymaga małego kadłuba, otwarte jezioro — zasięgu i masy. Jedna rodzina konstrukcyjna obsługuje oba przypadki, co ma znaczenie dla monitoringu środowiskowego, gdzie warunki zmieniają się między stanowiskami pomiarowymi.
Wynik negatywny, który podano wprost
Autorzy nie ukrywają, że skalowanie ma granicę. Kinematyka przeniosła się czysto, ale efektywność energetyczna już nie. Większe wersje wymagały mocniejszych silników, bo opór i bezwładność rosną szybciej, niż wynikałoby z prostej proporcji. To ograniczenie w praktyce decyduje o czasie pracy na baterii, czyli o tym, jak długo robot może zostać w terenie.
Badanie sfinansowano z programu Horyzont 2020 w ramach grantu Marie Skłodowska-Curie nr 945363.
Dlaczego to ważne?
Parametryczne projektowanie robotów to próba przeniesienia na sprzęt tego, co w oprogramowaniu daje konfiguracja. Jeśli jedna rodzina konstrukcyjna pokrywa zakres od 0,6 do 2,9 metra, koszt wejścia w nowe środowisko spada z projektu badawczego do zmiany jednego wymiaru. Dla robotyki terenowej, gdzie każde stanowisko ma inne warunki, to różnica między prototypem a narzędziem.
Co dalej?
- Nieliniowe skalowanie efektywności energetycznej pozostaje otwartym problemem i ogranicza czas pracy większych wersji
- Testy prowadzono w potokach i na Jeziorze Genewskim — brak danych o pracy w wodzie słonej i przy silniejszym prądzie
- Praca opisuje metodę projektowania, nie produkt: nie podano kosztów budowy ani planów wdrożeniowych
