Новое поколение насекомых-роботов.

92

(Чтобы не читать статью — можете посмотреть видео)

Механические летающие насекомые могут помочь во многих задачах, где вам нужно использовать небольшой инструмент. Однако до настоящего времени этот тип небольших работ был очень ограничен. Инженеры Сиэтла сделали прорыв в этом вопросе и разработали метод беспроводного питания механических насекомых.

Эти роботы парят в воздухе, взмахивая крошечными крыльями, потому что они слишком малы, чтобы использовать пропеллеры, такие как их большие кузены. Но небольшой размер имеет свои преимущества: эти роботы дешевы в производстве и могут легко исследовать труднодоступные места.

Предыдущие механические насекомые, хотя они и летали, были прикреплены к земле через кабель питания, потому что батареи были бы слишком тяжелыми. Система управления также была проблемой. Эти трудности были решены инженерами из Вашингтонского университета, которые создали крошечного робота, летящего в одиночку. Команда ученых представила результаты своей работы на Международной конференции по робототехнике и автоматизации в Брисбене, Австралия.

Новый RoboFly немного тяжелее зубочистки и питается от лазерного луча. Он использует небольшую бортовую схему, которая преобразует энергию лазера в электричество, достаточное для работы крыльев.

— Ранее концепция летающих роботов размером с насекомое была чисто научной фантастикой. Трудно было подумать, что мы могли бы заставить их работать без кабеля », — сказал Сойер Фуллер из Университета Вашингтона, участвующего в проекте. — Наш новый беспроводной RoboFly показывает, что эти типы роботов гораздо ближе к реализации, чем мы думали, — добавил он.

Инженерной задачей было трепетание крыльев, что является энергоемким процессом, и источник питания, и контроллер, управляющий крыльями, слишком велики и громоздки для установки на маленьком роботе. Кроме того, робот должен уметь работать самостоятельно. Фуллер и его друзья решили использовать узкий лазерный луч для питания робота. Это оказалось хитом. Луч, направленный на фотоэлемент, установленный над механическим насекомым, превращает лазерный свет в электричество. «Это самый эффективный способ быстро перенести много энергии, не добавляя слишком много веса», — объяснил соавтор Shyam Gollakot.

Несмотря на это, сам лазер не обеспечивает достаточно энергии для полета. Поэтому команда разработала систему, которая усиливает семь вольт, выходящих из солнечного элемента, до 240 вольт, необходимых для полета. Чтобы дать роботу контроль над своими крыльями, инженеры добавили микроконтроллер в ту же систему. — Микроконтроллер работает как мозг настоящей мухи. Он рассказывает «мускулам» крыльев, когда действовать, — пояснил другой соавтор проекта, Викрам Айер. Контроллер посылает необходимую энергию крыльям волнами, чтобы имитировать трепетание крыльев реального насекомого.

На данный момент RoboFly может взлететь и приземлиться. Когда его солнечный элемент находится вне прямой видимости лазера, робот теряет энергию и приземляется. Тем не менее, команда инженеров работает над решением, которое позволит вам управлять лазерным лучом так, чтобы механическое насекомое имело большой радиус действия.

Текущий прототип использует лазер, но будущие версии таких маленьких роботов могут использовать крошечные батареи или получать энергию из радиосигналов. Таким образом, их источник питания может быть изменен для конкретных задач. В будущих версиях также могут быть установлены более совершенные контроллеры и датчики, которые позволят вам выполнять задачи самостоятельно.

— Он хотел бы создать роботов, которые обнаруживают, например, утечку метана. Это может выглядеть как покупка, скажем, чемодана, полного таких роботов, и когда он открывается, они летают вокруг указанного им здания и чувствуют запах утечек газа из протекающих труб, — сказал Фуллер.

Источник: Вашингтонский университет , фото: Марк Стоун / Вашингтонский университет