Благодаря инновациям китайской команды колония микроботов из анимационного фильма Disney «Город героев» постепенно становится ближе к реальности. В лаборатории в Пекине проворный, крошечный бионический робот без усилий пробирался сквозь окружающую среду. Оказавшись в узком «тупике», машина размером с насекомое быстро отступила маленькими шажками.
Источник изображения: pxhere
Профессор Янь Сяоцзюнь и его коллеги из Университета Бэйхан создали робота-насекомого длиной 2 см, который весит менее двух граммов и может похвастаться вертикальной проекционной областью размером примерно с два ногтя. Уменьшение робота до размеров насекомого является более сложной задачей, чем создание его более крупных аналогов, поскольку машины размером с пчелу не могут быть оснащены обычными двигателями. Поэтому поиск миниатюрной энергосистемы долгое время был трудной задачей для мировых исследователей.
«Отказ от внешнего источника питания означает необходимость интегрировать в робота батареи и печатные платы. Однако дополнительная нагрузка сделала его неподвижным», — сказал Лю Чживэй, бывший докторант Яня, а ныне доцент Бэйханского университета.
В 2009 году Ян заметил интересное явление: за определенным порогом постоянное напряжение тока вызывало устойчивые вибрации, явление, обычно связанное с переменным током. Этот момент постоянно крутился у него в голове, намекая на потенциальное применение, например, крылья крошечного дрона.
Только в 2017 году Ян приступил к разработке робота размером с насекомое, способного двигаться без внешнего источника питания. Однако в течение последующих трех лет его команда исследовала десятки конструкций корпуса и тщательно настраивала параметры, но робот упрямо оставался на месте.
Чтобы инициировать движение своего роботизированного насекомого, Ян внимательно изучил походку жуков, кузнечиков, диких лошадей и кроликов.
В конечном итоге именно прыжки и бег леопарда послужили источником вдохновения, и команда в итоге разработала новое поколение биомиметических роботизированных насекомых «BHMbot», способных к сверхбыстрому бегу без привязи со скоростью, превышающей скорость тараканов, и с лучшей маневренностью.
В исследовании, опубликованном в прошлом месяце в журнале Science Advances, они сообщили об обновленной версии робота, способного быстро двигаться вперед и назад и выполнять сложные траектории бега под беспроводным управлением.
Хорошее изобретение обычно возникает из вспышки вдохновения, за которой следует множество трудных исследований. Прошло 15 лет с тех пор, как Ян начал свои исследования крошечных роботов, но его усилия окупились.
В ходе эксперимента BHMbot может проходить через узкие пространства и достигать определенных мест для выполнения специальных задач.
По словам Лю, с помощью коммерческого микрофона MEMS он может успешно собирать звуковые сигналы SOS от Bluetooth-динамика, закопанного в строительные блоки, а затем передавать звуковые данные на компьютер и преобразовывать их в реальный звук.
BHMbot также может проходить через узкий проход между двумя лопатками статора гражданского турбовентиляторного двигателя и хвостовиком турбореактивного двигателя. Оснащенный микрокамерами миллиметрового масштаба, он может в будущем делать снимки внутренних частей авиационных двигателей.
По словам Яня, эти миниатюрные роботы имеют многообещающие возможности применения в таких областях, как поиск и спасение при стихийных бедствиях, а также при осмотре конструкций механического оборудования.
Роботизированные насекомые также готовы к взлету в будущем. «Наша конечная цель — разработать микродроны с машущими крыльями, которые могут летать как пчелы», — добавил Ян.
Источник: english.news.cn
Источник
