Робопчела на диэлектрических актуаторах совершила управляемый полет

Американская группа инженеров создала роботизированную пчелу и провела с ней первый управляемый полет. Результаты инженерной разработки опубликованы в научном издании Nature.

Крошечный робот имеет массу менее 1 миллиграмма. Инженеры добавили в агрегат небольшие крылья, работающие на основе исполнительного устройства. Известно, что крылья работают при помощи электрического поля.

Такая разработка - это весьма сложный проект, поскольку сама отрасль микророботов представляет для инженеров настоящую трудность. В совершенно маленький агрегат требуется поместить силовую установку, соединенную с двигательной системой робота, что выполнить при сегодняшних технологиях довольно трудно.

В связи со спецификой разработки крошечных по размеру устройств инженеры должны адаптироваться к уже существующим технологиям для создания своих разработок. Помимо этого, для реализации таких роботов нужны большие средства. Так, например, компания DARPA создала специальный конкурс для инженеров, желающих работать в данной отрасли.

Создание летающего робота добавляет еще больше трудностей, поскольку для разработки требуется более легкий вариант исполнительного устройства. Ученым пока удалось разработать микророботов массой более сотни миллиграмм. Среди них имеются рабочие прототипы роботов-пчел.

Группа ученых из Гарвардского и Вашингтонского университетов объединили усилия и знания в робототехнике для создания уникального робота-пчелы. Их образец разработки мог летать на основе солнечной энергии. Представлено два способа: работа на солнечной энергии при помощи установленной батареи на устройстве и подключенного провода к солнечной ячейке.

Известно, что в текущих моделях летающих роботов используются легкие по массе исполнительные устройства. Их главный минус - практически нулевая устойчивость к ударам, что весьма важно для летающих аппаратов.

Основываясь на таком опыте, группа ученых применила диэлектрические ресурсы в робопчелу. Конструкция представлена в виде цилиндрического исполнительного устройства, а на торцах размещены крылья. Во время сокращения исполнительного устройства крылья работают в одном направлении, а при расширении актуатора - в обратную. Такой принцип работы позволяет устройству стабильно летать.

Примечательно, что сам актуатор состоит из эластичных элементов, пропускающих ток. В качестве двигательного элемента было взято электрическое поле, под воздействием которого актуатор изменял свою форму.

Инженерам удалось собрать три вида различных прототипов роботов-пчел в разным количество крыльев. Самый маленький образец имеет всего две пары крыльев и работает от одного цилиндрической блока.

В ходе экспериментов авторы опубликованного материала демонстрируют не только сам процесс полета, но и тест на прочность, разбивая роботов от стены. Эксперименты показали, что крылья роботов не ломаются при ударе об стену. Во время полетов было показано, как выработанная учеными система сама измеряет состояние актуатора в реальном времени.

Фото: anith.com