Roboty są zwykle zasilane z baterii i gniazdek elektrycznych. Ale nie RoBeetle. Ten robot wielkości owada, ważący mniej niż 1 gram, działa na metanolu. Co więcej, jest w stanie unieść ciężar ponad dwukrotnie większy niż masa swojego ciała, właśnie dzięki systemowi „mięśniowemu” zasilanemu alkoholem.

Paliwa płynne, takie jak metanol, zawierają więcej energii na jednostkę objętości niż baterie. Oznacza to, że malutkie roboty zasilane metanolem nie wymagają dodatkowego zewnętrznego źródła zasilania. Mogą więc teoretycznie poruszać się z większą autonomią niż ich odpowiedniki zasilane elektrycznie, zachowując jednocześnie swój niewielki rozmiar.

 

RoBeetle

– Gęstość energii baterii jest bardzo niska, więc potrzebowaliśmy nowych źródeł energii – mówi Nestor Perez-Arancibia z University of Southern California, który wraz z kolegami zaprojektował RoBeetle’a. – Udało nam się uczynić go tak lekkim i małym, ponieważ nie polegamy na bateriach – dodaje. Opis malutkiego robota na alkohol ukazał się w „Science Robotics”.

RoBeetle waży zaledwie 88 miligramów i może podnosić obiekty o masie do 2,6 razy większej. Potrafi poruszać się po powierzchniach o różnorakich teksturach, w tym po szkle czy betonowym chodniku. Może także wspinać się po stromych powierzchniach. Przenosi dodatkowe 95 miligramów paliwa, które mogą zasilać go do 2 godzin.

RoBeetle przenosi duże obciążenia za pomocą systemu sztucznych „mięśni”, które mogą się kurczyć i rozluźniać – tak jak prawdziwe mięśnie. W systemie zastosowano materiały ze stopu niklowo-tytanowego pokryte proszkiem platyny, co przyspiesza spalanie oparów metanolu. Powoduje to wydzielanie ciepła, które sprawia kurczenie się „mięśni” w nogach robota, a po schłodzeniu ich ponowne wydłużenie, co wprawia robota w ruch.

Robota na alkohol

Tradycyjnie „mięśnie” małych robotów funkcjonowały dzięki zewnętrznym źródłom zasilania bądź bateriom. W tym drugim przypadku zwiększało to znacznie wagę robota i jego rozmiar. Najlepsze akumulatory mają gęstość energii około 1,8 megadżuli na kilogram. To ułamek tego, co otrzymuje się z tłuszczu zwierzęcego, czyli około 38 MJ/kg. Mięśnie zasilane metanolem używane przez RoBeetle mogą wykorzystywać spalanie katalityczne, aby osiągnąć poziom energii do 20 MJ/kg.

Metanol, przechowywany w zbiorniku paliwa, wyzwala uwalniającą energię reakcję chemiczną, która prowadzi do kurczenia się kompozytowych mięśni robota do zaprogramowanego kształtu. To pozwala mikrorobotowi poruszać się, jak chrząszcz. Robot może się poruszać, niosąc na grzbiecie przedmiot ważący 230 miligramów – 2,6 razy więcej niż sam RoBeetle lub 1,3 razy więcej niż RoBeetle i pełny zbiornik paliwa.

Autorzy robota prowadzą dalsze badania mające na celu poprawę wydajności RoBeetle’a poprzez wykorzystanie innych źródeł paliwa, w tym propanu, którego gęstość energetyczna wynosi 50 MJ/kg. Uczeni chcą także, dzięki funduszom pozyskanym od DARPA – działu badawczego Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych, stworzyć latającą wersję RoBeetle’a. – Chcemy stworzyć pierwszego całkowicie autonomicznego latającego robota – mówi Perez-Arancibia.

 

 

ŹródłoNew Scientist

 

 

0 0 vote
Article Rating