Созданы крылья для роботов-насекомых, работающие только на энергии солнца
У больших роботов вроде SpotMini от Boston Dynamics, как правило, нет особых проблем с питанием от аккумуляторов. Благодаря крупным размерам в них можно установить объемные источники питания, но на крошечных роботов-насекомых их поместить невозможно. Это и является главным минусом миниатюрных механизмов, хотя они могут быть полезны для незаметной разведки территорий и выполнения других задач, с которыми не справятся большие роботы. Однако китайским ученым недавно удалось создать механизм, который взмахивает крыльями под воздействием солнечного света. Получается, что оснащенные такими крыльями роботы-насекомые могут работать без аккумуляторов — главное, чтобы светило солнце.
О новом изобретении китайских ученых было рассказано в научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Создателями нового вида крыльев для крошечных роботов являются профессора Ниньгуй Юань и Цзяньнин Дин. Свою разработку они назвали Flexible Bio-Butterfly Wing (FBBW), что можно перевести как «гибкое крылья бабочки». Исследователи изначально понимали, что главным недостатком маленьких роботов, способных летать, является недолгое время их работы из-за слишком крошечных источников питания. В попытках создать технологию, позволяющую таким роботам работать без аккумуляторов, они нашли весьма оригинальное решение проблемы.
Роботы без аккумуляторов
Изобретенные китайскими инженерами крылья созданы из полимерной пленки, верхняя часть которой покрыта крошечными металлическими кристаллами. Под воздействием солнечного света частицы из металла разогревают полимерную пленку и заставляют ее расширяться. Впоследствии крыло скручивается и верхняя часть с металлическими частицами оказывается в тени и материал практически моментально остывает. Когда температура падает, крыло принимает изначальную форму, снова позволяя солнечному свету нагреть поверхность и спровоцировать новый взмах крыльев.
Как видно, технология проста и по-своему гениальна. Изменяя параметры крыльев, инженеры смогли достичь частоты взмахов, равной 4,5 Гц. Это больше, чем частота взмахов настоящих бабочек. По словам исследователей, при помощи этих крыльев уже сейчас можно создать небольшую плавающую машину и генератор, который вырабатывает электричество из взмахов «солнечных крыльев». Как выглядит работа этих устройств, показано на видеоролике ниже.
К сожалению, на данный момент оснащенного новыми крыльями робота-насекомого не существует. Но скорее всего, в скором будущем они будут использоваться именно для создания таких механизмов. Производством роботов такого вида занимается компания Festo, о которой мы рассказывали несколько лет назад. Среди их инженерных работ как раз есть роботы-бабочки, которым такие крылья как раз не помешали бы.
Но у «солнечных крыльев», разумеется, есть и недостатки. Например, оснащенные ими роботы не смогут работать в дождливых условиях, в тумане и ночью. Но ученые уверяют, что заставить их двигаться можно и при помощи имитированного солнечного света. Ведь главное для их работы — это не именно солнечный свет, а теплые лучи, которые падают под определенным углом.