Летающие микророботы RoboBee получили мягкие искусственные мускулы, дающие им массу новых возможностей - «Наука и технологии»

В течение нескольких лет мы пристально наблюдали за развитием интереснейшего проекта под названием RoboBee, который реализовывался учеными из Гарвардского университета, и в рамках которого было создано несколько поколений летающих микророботов. Все интересное началось с первых неуправляемых полетов микророботов RoboBee, которые позже обрели возможность совершать контролируемые полеты, зависать в воздухе и маневрировать, нырять под воду и, в конце концов, летать самостоятельно, не будучи привязанными проводами к источнику энергии. И недавно, роботы RoboBee стали первыми микророботами, способными летать при помощи "мягких" двигателей, изготовленных на основе полимерных искусственных мускулов.

Главным преимуществом искусственных мускулов является их гибкость и упругость. Их использование позволяет роботу RoboBee выдерживать без поломки его хрупкой конструкции удары об стены, падения на землю и столкновения в воздухе с другими такими же роботами. Однако, при помощи искусственных мускулов достаточно непросто получить мощность приводов, достаточную для обеспечения полета, и гарвардская технология стала первой, решающей эту проблему.

Новый мягкий двигатель робота RoboBee представляет собой 100 миллиграмм специального эластомера, который сокращается под воздействием электрического поля. Используя электроды с улучшенной электрической проводимостью, гарвардским ученым удалось добиться мощности в 600 Ватт на килограмм, сопоставимой с мощностью использовавшихся ранее пьезоэлектрических приводов. Второй частью, обеспечившей успешное применение искусственных мускулов, стала новая конструкция робота со специальными направляющими нитями, которые не дают эластомеру привода деформироваться нежелательным способом.

Исследователи создали несколько вариантов роботов RoboBee, с двумя крыльями, с четырьмя и восемью, соединив несколько "одиночных" роботов в единое целое. Варианты с двумя и четырьмя крыльями достаточно легки для того, чтобы самостоятельно подняться в воздух. Другие варианты более тяжелы и не могут делать этого, зато они демонстрируют более высокую стабильность полета, продолжая движение после столкновений с препятствиями и друг с другом.

Роботы RoboBee с искусственными мускулами, к сожалению, пока могут летать только на привязи тонких проводников, через которые к их приводам подается энергия от внешнего источника и управляющие сигналы. Однако, ученые в будущем планируют увеличить эффективность приводов с искусственными мускулами до уровня, превосходящего эффективность пьезоэлектрических приводов. И если все это пройдет успешно, то очередное поколение роботов RoboBee уже сможет подниматься в воздух без привязи, при помощи энергии из собственного миниатюрного источника.