ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไขปริศนาโลมาว่ายน้ำเร็ว สู่หุ่นยนต์ใต้น้ำยุคใหม่

ญี่ปุ่นใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ถอดกฎฟิสิกส์ความเร็วโลมา ค้นพบพลังน้ำวนยักษ์จากการสะบัดหาง เตรียมใช้พัฒนาหุ่นยนต์ใต้น้ำยุคใหม่ที่เคลื่อนที่ได้เร็วและประหยัดพลังงาน

โอซาก้า (6 ก.ค.) - นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งหนึ่งในญี่ปุ่นใช้การจำลองด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อค้นพบว่าโลมาสร้างกระแสน้ำวนขนาดใหญ่และทรงพลังโดยการกระพือหางขึ้นลงเพื่อว่ายน้ำอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความหวังในการพัฒนาหุ่นยนต์ใต้น้ำที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็วโดยใช้พลังงานน้อย

การศึกษาในปี 2549 โดยนักวิจัยชาวสหรัฐฯ พบว่าโลมาสามารถว่ายน้ำได้เร็วถึง 30 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่ความพยายามที่จะค้นหากลไกเบื้องหลังความสามารถนี้ถูกขัดขวางโดยความปั่นป่วนที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของหางขนาดใหญ่ของโลมา ซึ่งรบกวนความเร็วและทิศทางของน้ำโดยรอบ

ในการศึกษาครั้งนี้ ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอซาก้าใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ฟูกากุคำนวณแรงที่หางของโลมาส่งผลกระทบต่อผิวน้ำโดยรอบเมื่อพวกมันกระพือหางขึ้นลง โดยใช้ข้อมูลดังกล่าวในการจำลองความปั่นป่วนที่เกิดขึ้นอย่างแม่นยำ

หลังจากวิเคราะห์การจำลองแล้ว นักวิจัยพบว่าวงแหวนกระแสน้ำวนขนาดใหญ่และแข็งแรง ซึ่งมีขนาดประมาณหางของโลมา ช่วยผลักดันโลมาไปข้างหน้าโดยการผลักน้ำไปข้างหลัง

กระแสน้ำวนขนาดใหญ่สร้างกระแสน้ำวนขนาดเล็กจำนวนมาก แต่กระแสน้ำวนเหล่านั้นมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของโลมาน้อยมาก การศึกษาดังกล่าวระบุ

ผลการวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Fluids เมื่อเร็วๆ นี้ และได้รับการคัดเลือกให้เป็นบทความแนะนำจากบรรณาธิการ

"กระแสน้ำวนขนาดใหญ่ที่สุดเป็นสาเหตุหลักของการขับเคลื่อน" ยูทาโร่ โมโตโอริ ผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าว

เขาแสดงความหวังว่าการออกแบบที่สามารถสร้างกระแสน้ำวนที่สร้างแรงขับเคลื่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของหุ่นยนต์ใต้น้ำและโดรนได้