В 2012 году, когда RoboBee впервые взлетел в воздух, этот миниатюрный аппарат размером с насекомое мог оставаться на лету всего несколько секунд. Теперь крошечный беспилотник настолько умело летает, что на посадку для обслуживания заходит лишь по команде исследователей.
На последней выставке своих летающих микро роботов исследователи из Гарвардского университета продемонстрировали новую способность RoboBee, обеспечивающую временную посадку на встречающиеся во время полета поверхности. Этот ловкий трюк позволяет ему экономить энергию и продлить полетное время.
Занимающиеся созданием RoboBee исследователи считают, что в будущем целые рои крошечных роботов будут совместно работать при проведении поисково-спасательных операций и мониторинга сельскохозяйственных культур, смогут выполнять шпионские задачи. Способность БПЛА к длительному нахождению в воздухе была бы очень полезной для этих целей.
Имеющий размер бумажной скрепки RoboBee изготовлен из пластин углеродного волокна, полученных с использованием лазерной резки, и весит около 80 мг. Пьезоэлектрический привод обеспечивает движение паутинообразных пластиковых крыльев со скоростью 120 взмахов в секунду, но при этом пока используется внешний источник питания, подключаемый через провод.
По мере работы над усовершенствованной моделью RoboBee с автономным питанием, исследователи ищут возможности минимизировать потребляемую мощность. При этом они черпают вдохновение в природе, где такие существа, как летучие мыши, птицы и бабочки во время полета усаживаются передохнуть на встречающиеся объекты.
«Многие представители животного мира усаживаются где-нибудь наверху для экономии энергии, - говорит Кевин Ма, соавтор нового исследования, - Но используемые ими методы, будь то крепкие когти или липкий клей, непригодны для миниатюрного робота, поскольку они требуют либо сложных систем с движущимися элементами или серьезных усилий, для того чтобы отцепиться».
Ученые решили эту проблему за счет использования электроадгезии. Подобный эффект вызывает прилипание к потолку воздушных шаров, если предварительно потереть их о волосы. Но шар со временем теряет свое сцепление, так как противоположные заряды рассеиваются. Исследователям удалось разработать систему, которая позволяет RoboBee удерживаться на вертикальных и нависающих плоскостях так долго, как это необходимо.
Они объединили электродную накладку и мягкую подложку, чтобы амортизировать столкновение. Когда на электрод подается заряд, это позволяет роботу держаться на любой поверхности, включая стекло, дерево и листья. Чтобы удержаться на одном месте, требуется примерно в 1000 раз меньше энергии, чем если бы RoboBee зависал здесь в воздухе. А когда приходит время снова лететь, просто снимается питание с электрода и робот снова свободен.
Простая, управляемая адгезия, малая потребляемая мощность и способность закрепиться на разных поверхностях во время полета выгодно отличают проворных роботов, которые имеют ограниченную грузоподъемность, таких как RoboBee, говорит Роберт Вуд, руководитель исследования.
В настоящее время RoboBee может закрепляться только на вертикальных и нависающих сверху плоскостях, так как электрод установлен на его верхней поверхности. Но в перспективной модели предусмотрена перестраиваемая конструкция, поэтому он сможет закрепиться где угодно.
Комментарии
(0) Добавить комментарий