Микророботы RoboBee научились "прилипать" к поверхностям при помощи статического электричества - «Наука и технологии»

Миниатюрные роботы RoboBee, разработанные специалистами из Гарвардского университета, с момента первого взлета в 2012 году так и не обрели способности к длительному пребыванию в воздухе, каждый полет такого робота длится максимум несколько секунд. И лишь недавно эти роботы получили возможность использования статического электричества, при помощи которого они могут притягиваться и прилипать к поверхностям различных предметов, что позволяет им экономить энергию и оставаться дееспособными в течение более длительных промежутков времени.

Робот RoboBee, размер которого сопоставим с размером канцелярской скрепки, изготовлен из порезанного и скрепленного лазером углеродистого волокна. Вес робота составляет всего 80 мг, а крылья робота, затянутые тончайшей прозрачной пластиковой пленкой, приводятся в движение несколькими пьезоэлектрическими приводами, обеспечивающими скорость 120 взмахов в секунду. Необходимая для работы приводов энергия подается по нескольким тончайшим проводникам, которые связывают робота со стационарным источником питания и системой управления.

Исследователи из Гарвардского университета все же планируют создать полностью автономного робота RoboBee, который будет иметь собственный источник энергии и управляющую электронику. Одним из ключевых моментов в этом деле является минимизация затрат энергии. Работа в данном направлении заставила ученых обратить свое внимание на то, как летучие мыши, птицы и бабочки садятся на поверхность для сохранения и восстановления запасов энергии. К сожалению, способы, используемые живыми созданиями для удержания их тел на поверхности, такие, как когти или липкие элементы, не очень подходят для робота столь крошечных размеров, как робот RoboBee.

В качестве замены решениям живой природы ученые использовали электроадгезионные силы. Эти силы могут удерживать возле горизонтальных и вертикальных поверхностей даже весьма большие объекты, но они слабеют со временем, когда разнополярные электрические заряды рассеиваются в пространстве. Для решения этой проблемы исследователи разработали систему, позволяющую роботу RoboBee удерживаться возле поверхностей за счет электростатических сил сколь угодно длительное время.

Основой всего этого является электрод, изолированный от окружающей среды мягкой пеной, поглощающей и смягчающей удар во время контакта робота с поверхностью. Электрический потенциал, подаваемый на этот электрод, позволяет роботу прилипать к любой поверхности, включая стекло, дерево и живые листья. При этом, для удержания робота требуется в тысячу раз меньше энергии, чем ему необходимо для посадки и последующего взлета.

Сейчас робот RoboBee из-за особенностей его конструкции способен прилипнуть только к гладкой вертикальной поверхности и низу горизонтально расположенного объекта. Но исследователи планируют внести в конструкцию некоторые изменения, что позволит роботу "залипать" на поверхности из любого материала и любой формы.