Waży zaledwie 259 miligramów, ma cztery skrzydła, które trzepoczą 170 razy na sekundę i jest zasilany energią słoneczną. Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda stworzyli robotaRoboBee X-Wing, który jest najlżejszą maszyną zdolną do latania bez podłączenia do źródła zasilania.

RoboBee X-Wing – zainspirowany przez owady i opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda mikrorobot stał się najlżejszą maszyną, jaka kiedykolwiek wzbiła się w powietrze bez pomocy przewodu zasilającego. RoboBee rozwijany był od lat, ale dopiero kilka ważnych zmian w koncepcji oraz dodanie drugiej pary skrzydeł umożliwiło mu lot bez kabla.

RoboBee X-Wing ma 6,5 cm wysokości, a jego skrzydła mają rozpiętość 3,5 cm. Same skrzydła są kontrolowane przez podobne do mięśni struktury, które kurczą się, gdy przechodzi przez nie prąd. Są zasilane przez sześć maleńkich ogniw słonecznych, z których każde waży 10 miligramów. Umieszczono je nad skrzydłami, by nie przeszkadzały w locie.

Inżynierowie podzielili się wynikami swoich badań na łamach pisma „Nature”.

Poza dodaniem pary skrzydeł i paneli słonecznych, uczeni dokonali mniej widocznych zmian w siłownikach i przełożeniu, co dało robotowi wystarczającą moc, by unieść się w powietrzu. Skrzydła robota zaczynają trzepotać pod wpływem światła i jak do tej pory jego lot był testowany wyłącznie w laboratorium, gdzie był zasilany kombinacją oświetlenia halogenowego oraz LED.

Obecnie RoboBee nie jest w stanie latać na zewnątrz. By wzbić się w powietrze potrzebuje około trzykrotnie bardziej intensywnego światła niż naturalne światło słoneczne. Jednak naukowcy twierdzą, że ten problem zostanie wkrótce rozwiązany. Badacze chcą również zamontować w maszynie różnorakie czujniki, by ta mogła kontrolować, co dzieje się wokół niej.

– To wyniki kilku dekad badań. Uzyskanie kompromisu między masą a mocą staje się niezwykle problematyczne w małych skalach, gdzie lot jest z natury nieefektywny. Nawet najmniejsze i najlżejsze dostępne na rynku baterie ważą znacznie więcej niż nasz robot. Nasz strategia miała na celu sprostanie temu wyzwaniu poprzez stworzenie wyjątkowo lekkich obwodów mocy i zintegrowanie wysokowydajnych ogniw słonecznych – powiedział Robert Wood, jeden z twórców RoboBee.

– Zmiana z dwóch do czterech skrzydeł wraz z mniej widocznymi zmianami sprawiła, że ​​pojazd stał się bardziej wydajny, dostał więcej siły nośnej, co pozwoliło nam umieścić wszystko, czego potrzebowaliśmy na pokładzie– wyjawił Noah T. Jafferis, który także był zaangażowany w projekt.

Dodanie drugiej pary skrzydeł zaowocowało także przydomkiem X-Wing, po czteroskrzydłowych myśliwcach z „Gwiezdnych Wojen”. Wszystkie te zmiany pozwoliły naukowcom odciąć przewód zasilający, który utrzymywał RoboBee na uwięzi przez prawie dekadę.

Konstruktorzy skorzystali z najmniejszych ogniw słonecznych dostępnych na rynku. Ważą po 10 miligramów i uzyskują 0,76 miliwatów na miligram mocy, gdy słońce ma pełną intensywność. Ogniwa słoneczne są połączone z panelem elektronicznym znajdującym się pod maszyną, który przetwarza sygnały niskiego napięcia w sygnały napędowe oraz steruje siłownikami.

Naukowcy będą kontynuować prace dążąc do obniżenia zapotrzebowania energetycznego robota i usprawnienia jego kontroli, aby umożliwić RoboBee latanie poza laboratorium.

– W trakcie realizacji tego projektu opracowaliśmy rozwiązania trudnych problemów, takich jak budowanie złożonych urządzeń w skali milimetrowej, tworzenie sztucznych mięśni o wysokiej wydajności w tej samej skali, nowatorskie czujniki i strategie kontroli lotu. Te technologie znajdą zastosowanie w innych dziedzinach – przyznał Wood.

 

 

 

Źródło: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, DziennikNaukowy, Noah T. Jafferis and E. Farrell Helbling, Harvard Microrobotics Laboratory