Источник: Вашингтонский университет
При создании роботизированных устройств любого типа есть одна важная проблема — обеспечение этих систем питанием. Кто-то встраивает в них аккумуляторы, кто-то подводит питание проводами, ну а кто-то предлагает иные варианты. Разработчики из Вашингтонского университета на Международной конференции по робототехнике и автоматизации, проходившей на прошлой неделе в Австралии, показали робота-насекомое, которое получает питание по лучу лазера.
В принципе, это интересный вариант, который позволяет избавить робота от громоздких аккумуляторов и ограничения по времени работы. «Насекомое» будет летать столько, сколько включен луч лазера. Сфера применения такой системы ограничена указанными особенностями, но это ограничение не такое уж и сильное.
Зато робот свободен от таких проблем, как малый радиус полета, низкая эффективность или, как говорилось выше, малого времени работы. Летающему роботу, который машет крыльями энергии нужно много, поэтому лазер здесь — один из лучших вариантов.
Робот получил название RoboFly, его прототип — RoboBee из Гарварда. Размер «робомухи» примерно равен размеру обычного шмеля, зато масса — всего 190 мг. Система запитывается при помощи инфракрасного лазера, который наводится на небольшой фотоэлемент в 250 мВт. На видео выше лазер не наводящийся, так что как только фотоэлемент уходит из фокуса, робот прекращает работу.
Но по словам специалистов из Вашингтонского университета это не проблема. Главное в этом проекте — разработка самого робота, способного летать при наведении на него лазера. С наведением лучше разработчики справятся. Крылья робота управляются двумя пьезоэлектрическими сервоприводами, за работу которых, в свою очередь, отвечает крохотный микроконтроллер.
Что касается радиуса действия робота, то пока максимальное расстояние, на которое ему удалось полететь — около 1,23 м (на открытом воздухе). Более мощный тепловой лазер позволяет системе работать на расстоянии в несколько десятков метров. При необходимости за системой может следовать сама лазерная установка — ведь она небольшая и ее можно погрузить на любой автомобиль.
Область применения робота может быть разной. К примеру — фермерские хозяйства, поиск утечек в нефтепроводах, научные исследования в труднодоступных регионах и т.п. До коммерческого применения разработки, правда, еще далеко. Сейчас ученые работают над совершенствованием системы наведения лазерных лучей на свою «робомуху», для того, чтобы продемонстрировать более продолжительную работу системы.
Роботы-насекомые давно будоражат умы ученых. Например, в 2015 году компания Festo представила робота-муравья, с шестью лапками и пьезоэлектрическими жвалами. У «муравьев» есть стереокамеры, контроллер, это полноценный робот.
Кроме того, эта же компания представила робота-бабочку с крыльями из углеродного волокна. Крыльями управляют сервоприводы, среди электронных компонентов — гироскоп, акселерометр, компас, два радиомодуля. Время полета, правда, всего 3-4 минуты.
Управление производится на компьютере, который принимает и передает сигналы от летающих насекомых.
Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза совместно с Draper Laboratory разрабатывают стрекозу-киборга, которая будет сочетать в себе «миниатюрную навигацию, синтетическую биологию и нейротехнологии». Форм-фактор стрекозы выбран по той простой причине, что эти насекомые распространены по всему миру, а класс их полета — очень высокий, это, если так можно выразиться, асы.
Кстати, энергия для питания сервоприводов и всей электроники «стрекозы» генерируется при помощи фотоэлементов. Электроника включает также модули автономного управления и навигации — она возможна и за пределами контролируемой среды. Управление роботом производится при помощи так называемой оптогенетической симуляции.
Автор: Максим Агаджанов
