Роботи-комахи RoboBee починають робити перші керовані польоти
Американські дослідники з Гарвардського університету продемонстрували нові можливості своїх крихітних літаючих роботів-комах, які можуть стати прототипами мініатюрних безпілотних літальних апаратів нового покоління. Ці роботи, RoboBee, роблять 120 помахів в секунду своїми найтоншими крилами, швидше, ніж може побачити око. І тільки останнім часом дослідникам вдалося розробити і реалізувати методи управління змахами крил, що приводяться в дію п'єзоелектричними приводами, які дозволили стабілізувати політ і зробити його керованим.
Кожне крило RoboBee управляється незалежно в режимі реального часу. Це дозволяє здійснити моментальну реакцію на найдрібніші зміни в навколишніх потоках повітря, що призводить до високої стабільності апарату під час польоту.
Дослідники кажуть, що їх розробка може призвести до появи в майбутньому крихітних безпілотників, які будуть займатися екологічним контролем, розвідкою і наглядом при проведенні пошуково-рятувальних операцій і навіть штучним запиленням сільськогосподарських культур. Але найбільш істотним досягненням вони вважають розробку нових матеріалів, компонентів і виробничих технологій, які можуть бути використані і в безлічі інших областей.
"Цей проект без сумнівів можна назвати рушієм прогресу в області мініатюрного роботобудування. Його виконання вже спонукало вчених і дослідників університету розробити мініатюрні акумуляторні батареї, спроектувати ефективні системи управління і створити ряд більш легких і більш міцних матеріалів" - розповів професор Роберт Вуд (Robert Wood), науковий керівник проекту, в офіційній заяві, - "Для успішної реалізації проекту нам довелося створити дуже багато буквально з чистого аркуша. Знайдене рішення однією з проблем в одній області призводило до появи п'яти нових проблем в інших областях. І долаючи по черзі виникають проблеми, ми рухалися до кінцевої мети".
Незважаючи на назву RoboBee, конструкція робота-комахи була скопійована з будови тіла мухи. Розмір робота-комахи становить приблизно половину розміру звичайної канцелярської скріпки, а важить механічне комаха менше однієї десятої грама. Такі маленькі габарити і вага робота зробили неможливим використання традиційних електромагнітних приводів і змусили вчених розробити альтернативний варіант, яким стало використання приводів на п'єзоелектричному ефекті.
Цими п'єзоелектричними приводами стали мікроскопічні смуги спеціального керамічного матеріалу, який стискується і розширюється під впливом прикладеного до нього електричного поля. Ці керамічні смуги були об'єднані з тонкими пластиковими стрижнями, прикріпленими до несучої конструкції з легкого вуглецевого пластику, що дозволило відтворити механічно-електричний аналог м'язів, що приводять у рух крила мухи.
Для того, щоб зробити роботів RoboBee повністю автономними, дослідникам ще належить розробити малогабаритну і легку систему акумулювання енергії достатньої ємності. Це можуть не тільки акумуляторні батареї, в якості одного з варіантів розглядається використання малогабаритного паливного елемента, енергія від якого дозволить роботу-комасі RoboBee літати, не будучи прив'язаним до найтоншому електричному кабелю.