Мягкий механизм сделал робота-жука намного более надежным

Хотя машущие крыльями микродроны уже существуют, они, как правило, довольно хрупкие и поэтому не идеально подходят для использования в реальном мире. Однако в новой экспериментальной модели используется более мягкий механизм, позволяющий значительно увеличить срок службы.

Чтобы сделать микродронов намного менее хрупкими и ненадежными, инженеры снабдили прототип такого аппарата мягким исполнительным механизмом

В настоящее время большинство существующих MAV (микро-летательных аппаратов) используют крошечный жесткий привод, обеспечивающих быстрые движения крыльев. Эти приводы, изготовленные из пьезокерамических материалов, на деле довольно хрупкие и неподатливые, поэтому легко повреждаются при любой механической нагрузке – например при случайном столкновении. Учитывая, как часто MAV подбрасывает порывы ветра и прочие факторы среды, такие аварии неизбежно будут происходить довольно часто.

В поисках более надежной альтернативы ученые из Массачусетского технологического института, Гарвардского университета и Городского университета Гонконга разработали дрон с начинкой из мягких механизмов. Каждый привод имеет форму тонкого резинового цилиндра, покрытого углеродными нанотрубками.

Когда к устройству прикладывается напряжение, нанотрубки создают электростатическую силу, которая одновременно сжимает и удлиняет цилиндр. Как только это напряжение отключается, цилиндр возвращается в состояние по умолчанию. Следовательно, при быстром включении и выключении электрического тока исполнительный механизм, в свою очередь, расширяется и сжимается, при этом хлопая прикрепленными крыльями почти 500 раз в секунду.

В результате дрон не только может летать, но и обладает относительной прочностью.

«Вы можете попасть в наш аппарат чем-нибудь, когда он летит, и тот сможет восстановиться», — уверяет ведущий ученый, ассистент Массачусетского технологического института, профессор Кевин Юфенг Чен. «Он также может выполнять сложные и агрессивные маневры, такие как сальто в воздухе».

Текущий прототип состоит из четырех комплектов крыльев и приводов, соединенных вместе на одной прямоугольной раме. Его вес составляет 0,6 грамма, что примерно равняется весу шмеля. Тем не менее, в настоящее время дрон зависит от внешнего источника питания. Ученые надеются, что за счет снижения энергопотребления он в конечном итоге сможет обойтись небольшой бортовой батареей, что сделает его по-настоящему мобильным и пригодным для работы в полевых условиях.