Дослідники Принстонського університету розробили нову модель роботів розміром з комаху, надихнувшись особливостями польоту американського коника. Розробка має допомогти вирішити одну з головних проблем таких пристроїв — велике енергоспоживання та потребу у важких батареях.
Про це пише виданняInteresting Engineering.
Зазвичай мікророботів проєктують за зразком бджіл, які літають шляхом постійного махання крилами. Такий спосіб польоту потребує багато енергії, тому маленькі роботи швидко розряджаються майже одразу після зльоту.
Команда вирішила вивчити, як коники поєднують стрибки, махання крилами та планерування. Мета — навчити роботів використовувати енергію лише тоді, коли це справді потрібно. Асоційована професорка механічної та аерокосмічної інженерії Еймі Вісса пояснила, що планерування є «дешевим» з погляду витрат енергії способом польоту.
На відміну від бджіл і мух, коники можуть певний час ковзати в повітрі, майже не витрачаючи заряд. Це дозволяє роботу використовувати енергію для набору швидкості, а далі розкривати крила й планерувати, зберігаючи заряд батареї.
У межах дослідження інженери працювали разом із біологами з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн. Вони вивчали будову крил справжніх коників, зосередившись лише на задніх крилах. Саме вони мають складну тривимірну форму з «гребенями та западинами», яка забезпечує міцність під час махання і дозволяє компактно складати крило, коли воно не використовується.
Щоб детально розглянути цю структуру, науковці зробили високоточні КТ-сканування задніх крил. Виявилося, що «гармошко подібна» форма дає змогу легко складати крила для руху по землі та розкривати їх у польоті з мінімальним опором повітря.
Для перевірки ідей команда надрукувала крила на 3D-принтері й випробувала їх у водяних каналах. Потік води допоміг змоделювати, як повітря обтікає крило, і скоригувати його форму. Після цього крила встановили на легкі каркаси й запускали в лабораторії робототехніки Принстона.
Політ фіксували камери високошвидкісної зйомки. У результаті штучні планери показали ефективність, порівнянну з польотом справжніх коників.
Дослідження дало й несподіваний результат. Хоча в природі крила коників мають рельєфну,
«ребристу» форму, у випробуваннях гладкі крила планерували краще. За словами Вісси, це може означати, що така рельєфність еволюціонувала не для кращої аеродинаміки, а з інших причин — наприклад, щоб крила легше складалися або витримували різкі кути польоту.
Наступний етап для команди — навчитися автоматично розгортати й складати крила без використання важких моторів. Якщо це вдасться, майбутні рятувальні роботи зможуть не лише літати, а й стрибати, повзати та планерувати, працюючи на одному заряді батареї.
Читайте також:
- Готує собі заміну? Ілон Маск анонсував робота-гуманоїда Tesla Bot
- Зоряні війни стають реальністю. Американська компанія представила людиноподібного робота для армії
- Унікальні дані. Робот місяцями працював під льодом Антарктиди й виявив тепло, яке прискорює танення льодовиків
