Ключові тези: Студентська команда з Університету Адольфо Ібаньєса розробила біоміметичного робота Skiper, що імітує ската манта для дослідження підводного середовища Антарктики Технологія м’якої робототехніки дозволяє Skiper проникати під льодові шари з мінімальним впливом на крихкі екосистеми Антарктика є “термометром кліматичних змін”, а дослідження підльодових середовищ критично важливе для розуміння глобального потепління Біоміметичний підхід демонструє переваги над традиційними підводними роботами в складних умовах Біоміметична революція під кригою: як Skiper змінює правила гри Уявіть собі підводний світ Антарктики — холодний, темний, непривітний і майже недосліджений. Саме тут, під товщею льоду, ховаються відповіді на найважливіші питання про кліматичні зміни та майбутнє нашої планети. Проблема лише в тому, що традиційні методи дослідження виявляються або надто інвазивними, або просто неефективними в таких екстремальних умовах.
Але що, якщо замість того, щоб боротися з природою, ми почнемо її наслідувати? Саме таку революційну ідею втілила міждисциплінарна студентська команда з Університету Адольфо Ібаньєса (UAI),
створивши біоміметичного робота Skiper — підводний дрон, що імітує граційні рухи ската манта.
Skiper — це не просто черговий підводний робот. Це принципово новий підхід до океанографічних досліджень, що поєднує передові технології м’якої робототехніки з мільйонами років еволюційної досконалості морських створінь.
Фінансований програмою Corfo’s Inicia Sostenible з бюджетом 15 мільйонів песо (приблизно $16,000 USD), проєкт Skiper демонструє, що інновації не завжди потребують астрономічних бюджетів. Іноді достатньо свіжого погляду та сміливості мислити нестандартно.
Але чому саме скат манта? Бенджамін Лубіс, інженер проєкту, пояснює: “Чилійський скат манта (Mobula tarapacana) має унікальну здатність ефективно пересуватися у воді завдяки своїм плавним, хвилеподібним рухам. Ця біологічна модель дозволяє нашому роботу мінімізувати енергоспоживання та природно інтегруватися у водне середовище”.
Технологічний прорив: м’яка робототехніка проти жорстких конструкцій
На відміну від традиційних підводних роботів з жорсткими металевими корпусами, Skiper використовує принципи м’якої робототехніки (soft robotics)
— інноваційного напрямку, що фокусується на створенні гнучких, адаптивних систем.
Основу конструкції Skiper складають силіконові компоненти та спеціалізовані електронні схеми, що дозволяють йому буквально “перетікати” крізь складні підводні перешкоди. Така гнучкість є критично важливою для дослідження підльодових просторів Антарктики, де жорсткі конструкції можуть застрягати або пошкоджуватися.
Нікомедес Пом’є, один із ключових розробників проєкту, підкреслює: “Наш підхід принципово відрізняється від традиційних ROV (дистанційно керованих апаратів) та AUV (автономних підводних апаратів). Замість того, щоб нав’язувати технологію природному середовищу, ми створили робота, який гармонійно вписується в нього”.
Технічні особливості Skiper включають:
Технічні особливості Skiper: Біоміметичний дизайн: Імітація чилійського ската манта. Перевага: Природна інтеграція у водне середовище.
М’які матеріали: Силіконові компоненти. Перевага: Гнучкість та адаптивність у складних умовах.
Механізм руху: Хвилеподібні рухи плавників. Перевага: Енергоефективність та мінімальне порушення середовища.
Сенсорна система: Різноманітні датчики для збору даних. Перевага: Комплексний моніторинг підводного середовища. Технічні особливості Skiper: Біоміметичний дизайн: Імітація чилійського ската манта. Перевага: Природна інтеграція у водне середовище.
М’які матеріали: Силіконові компоненти. Перевага: Гнучкість та адаптивність у складних умовах.
Механізм руху: Хвилеподібні рухи плавників. Перевага: Енергоефективність та мінімальне порушення середовища.
Сенсорна система: Різноманітні датчики для збору даних. Перевага: Комплексний моніторинг підводного середовища. Особливу увагу варто звернути на механізми актуації, що використовуються в Skiper. Натхненні гідростатичними скелетами глибоководних безхребетних, інженери розробили гідравлічні м’які актуатори, що складаються з гнучких камер, заповнених водою. Ці актуатори природно пристосовані до роботи в умовах високого гідростатичного тиску, що робить їх ідеальними для глибоководних досліджень.
Антарктика як термометр планети: чому це дослідження критично важливе
Наталія Венсіо, керівник початкових досліджень проєкту, не перебільшує,
коли називає Антарктику “термометром для кліматичних змін”. Останні наукові дані підтверджують: те, що відбувається на південному полюсі, має глобальні наслідки.
Антарктичний льодовий щит містить достатньо прісної води, щоб підвищити глобальний рівень моря приблизно на 58 метрів у разі повного танення. Навіть часткове танення матиме катастрофічні наслідки для прибережних міст по всьому світу.
Дослідження показують тривожні тенденції. У 2025 році літній мінімум площі морського льоду навколо Антарктики був другим найнижчим за всю історію спостережень, з помітним зниженням з 2016 року. Незважаючи на природну варіативність, тенденція свідчить про зниження зі швидкістю приблизно 2,6% за десятиліття.
Особливе занепокоєння викликає Західноантарктичний льодовий щит (WAIS), який історично демонструє більшу нестабільність порівняно зі Східноантарктичним (EAIS). Нещодавні дослідження підкреслюють потенціал швидкої дестабілізації льодового щита, що може призвести до значного підвищення рівня моря.
Але для точного прогнозування цих процесів критично важливо розуміти, що відбувається під льодом — саме там,
куди традиційним дослідницьким методам важко дістатися. І саме тут Skiper може зіграти вирішальну роль.
Польові дослідження, такі як люмінесцентне датування льодовикових відкладень у Сухих долинах Антарктики, вже надали цінну інформацію про минулу кліматичну варіативність. Однак для повної картини необхідно дослідити підльодові середовища, що залишаються “сліпою зоною” для науковців.
Порівняльний аналіз: Skiper проти традиційних підводних роботів
Щоб по-справжньому оцінити інноваційність Skiper, варто порівняти його з іншими типами підводних дослідницьких платформ, що використовуються сьогодні.
Дистанційно керовані апарати (ROV)
Такі системи, як Deep Discoverer (D2) від NOAA, здатні занурюватися на глибину понад 6000 метрів і оснащені потужними інструментами для відбору зразків. Однак вони мають суттєвий недолік — залежність від кабелю, що з’єднує їх з поверхневим судном. Це обмежує їхню мобільність та робить неможливим дослідження під льодовими шельфами.
Автономні підводні апарати (AUV)
AUV, такі як HUGIN Endurance або REMUS 620, працюють автономно на основі попередньо запрограмованих інструкцій.
Вони можуть функціонувати тижнями без підзарядки та долати сотні морських миль. Проте їхні жорсткі корпуси обмежують маневреність у складних підльодових просторах, а шум від пропелерів може порушувати крихкі екосистеми.
На відміну від традиційних ROV та AUV, Skiper поєднує автономність з біоміметичною гнучкістю. Його безшумний рух, натхненний скатом манта, дозволяє наближатися до морських організмів без їх відлякування, а м’яка конструкція — проникати у вузькі щілини під льодом.
Важливо відзначити, що Skiper не є заміною існуючим технологіям, а скоріше їх доповненням. У майбутньому можна уявити колаборативні системи, де різні типи роботів працюють спільно: традиційні AUV картографують великі території, а біоміметичні роботи, як Skiper, досліджують складні та вразливі середовища.
Виклики та перспективи: що далі для Skiper?
Незважаючи на інноваційність та потенціал, проєкт Skiper стикається з низкою технічних та логістичних викликів, які необхідно подолати перед повномасштабним розгортанням в антарктичних водах.
Енергозабезпечення
Одним із найбільших викликів для будь-якого автономного підводного робота є забезпечення достатньої кількості енергії для тривалих місій.
Особливо це стосується холодних вод Антарктики, де низькі температури знижують ефективність батарей.
Команда Skiper досліджує інноваційні рішення, включаючи використання енергії океанських течій та паливних елементів. Також розглядається можливість створення мережі підводних “док-станцій” для підзарядки.
Комунікація та навігація
Підводна комунікація залишається складним завданням через обмежену пропускну здатність та затримки сигналу. Для Skiper розробляються гібридні системи, що поєднують акустичну комунікацію з періодичним спливанням для передачі даних через супутниковий зв’язок.
Навігація під льодом, де GPS-сигнали недоступні, вимагає інноваційних підходів. Команда працює над системами інерціальної навігації та акустичного позиціонування, адаптованими для підльодових умов.
Майбутні перспективи
Поточний прототип Skiper — лише початок. Наступні версії можуть включати: Інтеграцію штучного інтелекту для автономного прийняття рішень та адаптації до змінних умов
Розробку “роїв” біоміметичних роботів, що працюють спільно для масштабного моніторингу
Впровадження самовідновлюваних матеріалів для підвищення довговічності
Мініатюризацію сенсорів для більш детального аналізу мікросередовищ Бенджамін Лубіс бачить майбутнє проєкту оптимістично: “Ми розглядаємо Skiper не просто як окремий дослідницький інструмент, а як платформу для розвитку нового покоління біоміметичних підводних роботів. Наша мета — створити технологію, яка дозволить людству досліджувати океани з мінімальним впливом на морські екосистеми”.
Висновок: біоміметика як ключ до майбутнього океанографії
Проєкт Skiper демонструє, що майбутнє океанографічних досліджень лежить на перетині біології та робототехніки. Замість того, щоб створювати все більш потужні та складні машини, які намагаються “підкорити” океан, ми можемо вчитися у природи, яка вже вирішила багато інженерних проблем за мільйони років еволюції.
Особливо це стосується таких крихких та екстремальних середовищ, як антарктичні води. В умовах прискорення кліматичних змін та танення полярних льодів, потреба в неінвазивних, ефективних методах дослідження стає все більш нагальною.
Skiper — це не просто технологічна інновація. Це зміна парадигми в тому, як ми взаємодіємо з океаном.
Від “підкорення” до “співпраці”, від “експлуатації” до “розуміння”. І, можливо, саме такий підхід дозволить нам нарешті розкрити таємниці, приховані під антарктичним льодом, та краще зрозуміти, як захистити нашу блакитну планету в епоху кліматичних змін.
Часті запитання про роботизованого ската манта Skiper
Як працює біоміметичний робот Skiper?
Skiper працює на основі принципів м’якої робототехніки, імітуючи рухи ската манта. Його конструкція складається з силіконових компонентів та спеціалізованих електронних схем. Для руху використовуються гідравлічні м’які актуатори, що імітують хвилеподібні рухи плавників ската. Це дозволяє роботу ефективно пересуватися у воді з мінімальними витратами енергії та низьким рівнем шуму, що особливо важливо для неінвазивних досліджень морських екосистем.
Чому для дослідження Антарктики обрали саме форму ската манта?
Форма ската манта була обрана з кількох причин. По-перше, скати манта демонструють надзвичайно ефективний спосіб пересування у воді, що дозволяє економити енергію під час тривалих місій. По-друге, їхні плавні, хвилеподібні рухи створюють мінімальне порушення навколишнього середовища,
що критично важливо для дослідження крихких антарктичних екосистем. По-третє, плоска, гнучка форма тіла ската ідеально підходить для проникнення у вузькі простори під льодовими шельфами, які недоступні для традиційних підводних роботів з жорсткими корпусами.
Які дані збирає Skiper під час своїх місій?
Skiper оснащений різноманітними сенсорами для комплексного моніторингу підводного середовища Антарктики. Він збирає дані про температуру та солоність води, швидкість та напрямок течій, рівень розчиненого кисню та інші хімічні параметри. Крім того, робот здатний фіксувати відеоматеріали та зображення високої роздільної здатності для документування підводної флори та фауни. Особливу цінність представляють дані про стан нижньої поверхні льодових шельфів та процеси їх танення, які раніше були недоступні для дослідників.
Чим Skiper відрізняється від інших підводних роботів?
На відміну від традиційних підводних роботів, Skiper використовує біоміметичний дизайн та технології м’якої робототехніки. Традиційні ROV (дистанційно керовані апарати) залежать від кабелю, що обмежує їхню мобільність,
особливо під льодом. AUV (автономні підводні апарати) мають жорсткі корпуси, що обмежує їхню маневреність у складних просторах. Skiper поєднує автономність з гнучкістю, що дозволяє йому проникати у важкодоступні місця. Крім того, його безшумний рух не відлякує морських тварин, що дозволяє спостерігати за ними в їхньому природному стані.
Яке значення мають дослідження Антарктики для розуміння кліматичних змін?
Антарктика відіграє ключову роль у глобальній кліматичній системі і часто описується як “термометр для кліматичних змін”. Антарктичний льодовий щит містить близько 90% світового льоду та 70% прісної води. Його танення безпосередньо впливає на підвищення рівня Світового океану. Крім того, холодні антарктичні води є рушійною силою глобальної океанічної циркуляції, яка розподіляє тепло по планеті. Зміни в Антарктичній циркумполярній течії (ACC) можуть мати каскадний ефект на кліматичні системи по всьому світу. Тому розуміння процесів, що відбуваються в антарктичних водах, особливо під льодовими шельфами, є критично важливим для прогнозування майбутніх кліматичних змін та розробки стратегій адаптації.
Джерела інформації Стаття: “A robotic manta ray is preparing to conquer the Antarctic depths! What will it do?” Автор: Tricia Richards, опубліковано: 18 травня 2025 року.
Li, G., et al. (2023). Bioinspired Soft Robots for Deep-Sea Exploration. Nature Communications.
Science. (2025). Antarctica in 2025: Drivers of deep uncertainty in projected ice loss.
ECU. (2025). Researchers record glacial melt in Antarctica.
NOAA Ocean Exploration Technology.
Earth.com – Autonomous Robots in Marine Operations.
Think Robotics – Underwater Robotics.
Marine Technology Magazines – The Ocean Robot Revolution. © 2025 Гострий аналітик. Усі права захищені.
Аналітична стаття підготовлена на основі останніх наукових досліджень та розробок у галузі біоміметичної робототехніки та океанографії.
