Природа как образец для подражания: исследователи разработали крошечных летающих роботов, которые могут прикрепляться ко многим поверхностям. Таким образом, мини-дроны могут делать перерывы в полете во время операции и, таким образом, экономить ценную энергию. Разработчики скопировали концепцию с животных, о чем сообщают в специализированном журнале «Наука». Однако «робот-пчелы» используют не клейкие элементы или когти, как их естественные собратья, а скорее электростатические силы.
Разведывательно-спасательные операции в зонах стихийных бедствий, службы безопасности и наблюдения, а также повседневные задачи, такие как доставка посылок и курьерские услуги: все это входит в число задач, которые, вероятно, все чаще будут выполняться дистанционно управляемыми или автоматические дроны в будущем.
Но у мини-дронов в настоящее время все еще есть проблема: «Во многих приложениях дроны должны оставаться в воздухе в течение более длительного периода времени. К сожалению, на мелочи быстро заканчивается энергия», - говорят исследователи под руководством Морица Грауле из Гарвардского университета в Кембридже.
Эффект баллона обеспечивает адгезию
Теперь ученые придумали концепцию, которая могла бы решить эту проблему: «Наша цель - как можно дольше сохранять их годными к полетам, не требуя много дополнительной энергии», - объясняет Graule Motivation. Как это часто бывает в робототехнике, он и его коллеги черпали вдохновение в природе - в насекомых, птицах и летучих мышах. Вы можете приземлиться на множество различных объектов, чтобы сэкономить энергию, а затем снова улететь.
«Однако методы, используемые этими животными для прикрепления, не подходят для небольших летающих роботов, поскольку они требуют сложных систем движущихся частей или сил отрыва», - говорят ученые. По этой причине команда использовала разумную альтернативу: электростатическую адгезию.
Это эффект, известный из воздушных шаров: если потереть их о ткань, их поверхность становится отрицательно заряженной, и они могут, например, притягивать волосы. «Однако в случае воздушного шара заряд со временем исчезает, как и сила сцепления», - говорит Граул. «В нашей системе постоянно генерируется небольшое количество энергии для поддержания гравитации».
Может приземлиться практически на любую поверхность
В случае с робо-пчелой, созданной исследователями, она вовсе не обязательно должна быть большой: она весит всего около 100 миллиграммов, как настоящая пчела. На крепежный механизм на голове приходится всего 13,4 миллиграмма. Он состоит из электродной пластины, установленной на пенопластовый держатель.
Мягкий материал предотвращает отскакивание робота-пчелы от поверхностей во время приземления. Поэтому он может прикрепляться практически к любой поверхности - например, стеклу, дереву или даже листьям. Чтобы решить эту проблему, просто отключите питание, и технонасекомое снова полетит.
"Робо-Флай" в планах
В состыкованном состоянии робот-пчела потребляет примерно в 1000 раз меньше энергии, чем при парении, говорят исследователи. Это наглядно иллюстрирует преимущество, которое предлагают тормозные паузы благодаря инновационной концепции посадки. Пока что тестовая версия робота-пчелы все еще подключена к тонким кабелям питания. Однако в настоящее время разработчики работают над облегченной аккумуляторной системой для своих сложных дронов.
Как они сообщают, они также работают над другими стыковочными системами. Пока что робот-пчела может прикрепляться только к нижней стороне навесов или потолков, потому что ее электростатический элемент сидит у нее на голове. Поэтому исследователи теперь также работают над боковыми системами, которые позволили бы технонасекомым приземлиться на стену. Судя по всему, они также разрабатывают «робот-лету».