Автор: Робототехники добиваются поразительных успехов. Команда из Университета Южной Калифорнии совершила прорыв, построив 88-миллиграммовый робот жук «Робитл», который работает на метаноле и использует искусственную мышечную систему для ползания, лазания и переноски грузов на спине. на срок до двух часов.
Длина искусственного насекомого составляет всего 15 миллиметров, что делает его «одним из самых легких и самых маленьких автономных роботов, когда-либо созданных», — сказал репортерам AFP его изобретатель Сюфэн Ян.
«Мы ставили целью создание робота, который имел бы вес и размер, сопоставимые с настоящими насекомыми», — добавил Ян, ведущий автор статьи, описывающей работу в Science Robotics.
Проблема в том, что большинству роботов нужны двигатели, которые сами по себе громоздки и питаются электричестовм, что, в свою очередь, требует батарей.
Самые маленькие из имеющихся батарей весят в 10-20 раз больше, чем тигровый жук, насекомое весом 50 миллиграммов, которое команда использовала в качестве модели.
Чтобы преодолеть это, Ян и его коллеги разработали искусственную мышечную систему на основе жидкого топлива — в данном случае метанола, который хранит примерно в 10 раз больше энергии, чем электрическая батарея той же массы.
«Мускулы» сделаны из проволоки из никель-титанового сплава, также известной как нитинол, которая сокращается в длину при нагревании, в отличие от большинства металлов, расширяющихся при повышении темепературы.
Проволока была покрыта платиновым порошком, который действует как катализатор горения паров метанола.
Когда пар из топливного бака жука «Робита» сгорает на платиновом порошке, проволока сжимается, и ряд микроклапанов закрывается, чтобы остановить дальнейшее сгорание.
Затем проволока охлаждается и расширяется, что еще раз открывает клапаны, и процесс повторяется, пока все топливо не израсходуется.
Расширяющиеся и сокращающиеся искусственные мышцы соединены с передними ногами робота-жука через передаточный механизм, что позволяет жуку ползать.
Команда протестировала своего робота на различных плоских и наклонных поверхностях, сделанных из материалов, которые были как гладкими, как стекло, так и шероховатыми, как наматрасники.
По словам Янга, RoBeetle может нести на спине груз, в 2,6 раза превышающий его собственный вес, и работать в течение двух часов с полным баком метанола.
Его конкурент, «самый маленький ползучий робот с батарейным питанием весит один грамм и работает всего около 12 минут».
В будущем микроботов можно будет использовать для различных операций, таких как проверка инфраструктуры или поисково-спасательные действия после стихийных бедствий.
Они также могут помочь в таких задачах, как искусственное опыление или мониторинг окружающей среды.
Робототехники Райан Труби и Шугуанг Ли из Массачусетского технологического Института и Гарварда, соответственно, написали в сопроводительном комментарии, что RoBeetle стал «захватывающей вехой в микроробототехнике», но добавили, что существуют также возможности для улучшения его параметров.
Например, робот ограничен непрерывным поступательным движением, а исключение электроники из уравнения снижает его способность выполнять сложные задачи.