Исследователи из Лаборатории автономных микророботов (AMSL) Университета Южной Калифорнии представили самого маленького и лёгкого в мире робота. Масса робожука RoBeetle составляет всего 88 мг. При этом он полностью автономен и работает на жидком топливе — например, на метиловом спирте.
Корпус RoBeetle представляет собой топливный бак квадратной формы, который заполняют метиловым спиртом при помощи шприца. Внешне робот напоминает маленького жука с четырьмя лапами. Задняя пара ног робота зафиксирована, а передняя соединена с пружиной и прикреплена к трансмиссии.
В RoBeetle используется «искусственная мышца» — провод из нитинола, никель-титанового сплава с памятью формы (SMA), который удлиняется при нагревании и сжимается при охлаждении. Трансмиссия открывает вентиляционное отверстие, позволяя метанолу испаряться. Пары метанола проходят мимо провода из SMA, который покрыт платиной, выполняющей роль катализатора. В результате окисления метанола выделяется большое количество тепла. Всего за секунду или две температура провода SMA повышается до 100?С, и он расширяется, приводя в движение передние ноги и закрывая вентиляционное отверстие. Реакция прекращается, провод остывает и сжимается, открывая отверстие, и цикл повторяется.
Максимальная скорость перемещения робожука за один цикл составляет 0,76 мм/с. Увеличить её, как пишет IEEE Spectrum, можно лёгким ветерком. Это связано с тем, что воздух, движущийся по проводу SMA, охлаждает его немного быстрее, а также сдувает пары метанола, полностью останавливая реакцию.
RoBeetle может нести топливо в 2,6 раз больше собственного веса, и для испарения полного бака метанола требуется примерно 155 минут. Как пишут специалисты Университета, большинство современных роботов работает на электричестве. Однако аккумуляторов, которые обеспечивали бы необходимую мощность в масштабе RoBeetle, пока не существует. Поэтому RoBeetle — первый автономный робот такого рода. Все остальные роботы с таким же весом привязаны к внешнему источнику питания.
«Этот факт легко понять, если сравнить энергию батарей с естественными источниками энергии для насекомых. Например, удельная энергия глюкозы примерно в 20 раз больше, чем у лучших доступных в настоящее время батарей (около 38 против 1,8 МДж/кг); аналогично удельная энергия метанола и бутана более чем в 10 и 25 раз выше, чем у батарей соответственно. Другими словами, современные аккумуляторные технологии не подходят для автономных микророботов», — поясняют создатели робожука. Самая лёгкая батарея и источник питания, которые давали бы достаточно энергии для нагрева провода SMA, весили бы около 800 мг — почти в 10 раз больше самого RoBeetle.
Среди недостатков RoBeetle IEEE Spectrum выделяет его слабую управляемость: робожук может двигаться только вперед и не умеет поворачивать. Его скорость не регулируется, и как только он начнёт идти, он будет идти, пока не сломается или пока не закончится топливо. Исследователи планируют экспериментировать со скоростью робота — например, подавать топливо под давлением. Кроме того, они отмечают, что можно увеличить эффективность SMA, «расположив несколько искусственных мышц в иерархической конфигурации, аналогичной тем, что наблюдаются в мышцах животных». Также авторы рассчитывают повысить производительность RoBeetle за счет использования других видов топлива, например, пропана, удельная энергия которого составляет 50 МДж/кг.
Несмотря на то, что вариантов практического применения RoBeetle пока нет, он может служить основой для создания нового поколения полностью автономных микророботов, способных перемещаться по земле, воздуху и воде, указывают учёные. Кроме того, технология, сочетающая искусственные мускулы с механическими механизмами управления, может быть использована для разработки мягких роботов и гибридных экзоскелетов.
Один из создателей робожука Нестор Перес-Арансибиа и его аспиранты по программе ASML также надеются, что RoBeetle сможет стать основой для разработки первого полностью автономного летающего робота, который будет биологически вдохновлен бабочками.
EwgenW
ferosod
Если все более простые механизмы называть роботами, а все более простые скрипты — искусственным интеллектом, то в скором времени мы будем жить в мире, где повсеместно присутствуют роботы и искусственный интеллект. Это так, мысли вслух.
Xo4y_3uMy
Самоходная каталитическая грелка, супер! Прямо стим-панк настоящий
Andy_Big
Такие же мысли возникли. Получается, что и мы в детстве делали роботов, а не примитивные механизмы:
anonymous
А как эта катушка ходит?
Andy_Big
Резинка закручивается и при обратной раскрутке заставляет длинный стержень отталкиваться от стола. Проставка из мыла служит замедлителем :)
www.youtube.com/watch?v=5U_1vKHZj8M
ghrb
Наглядно видно же резиномотор.
tvr
Эхх, мОлодежь, мОлодежь, не застали вы суровых советских деревянных игрушек
DIY«сделай сам или сдохни от скуки».JDay
Как говорил Кузьмич: Хотел бы я в глаза взглянуть тому конструктору, который этот двигатель придумал.