Учёные создали робота, которому для работы нужен только спирт

Крохотный робожук весом всего в 88 миллиграмм работает на парах метанола, которые напрямую преобразуются в поступательное движение

Учёные создали робота, которому для работы нужен только спирт

Ни для кого не секрет, что одним из самых серьезных ограничений для роботов является энергия. Большинству роботов ее нужно много, и она должна откуда-то поступать, обычно источником служит аккумулятор, потому что других хороших вариантов не так много. Аккумуляторные батареи, однако, известны своей низкой плотностью энергии, и чем меньше ваш робот, тем большей проблемой это становится. В итоге проблема с батареями распространяется также и на другие компоненты робота, которые необходимы для превращения запасенной энергии в полезную механическую работу.

В статье, опубликованной на этой неделе в журнале Science Robotics, исследователи из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе демонстрируют RoBeetle, четвероногого робота массой 88 миллиграммов, который работает на метаноле, жидком топливе высокой плотности. Главной особенностью этого робота является хитрое шасси, которое позволяет ему без использования какой-либо электроники, используя лишь пары метанола, совершать поступательное движение.

Корпус RoBeetle представляет собой топливный бак в форме прямоугольного параллелепипеда, который можно заполнить метанолом, просунув шприц через впускное отверстие для топлива. Робот представляет собой четвероногое животное с жестко зафиксированными задними лапами и двумя подвижными передними ножками, прикрепленными к единой трансмиссии, которая перемещает их одновременно, как будто покачиваясь вперед и вверх, с последующим движением назад и вниз. Трансмиссия соединена с пластинчатой ​​пружиной, которая сжимается, чтобы оттягивать ноги назад, так что, когда робот не приводится в действие, пружина и трансмиссия удерживают его передние лапы вертикально и позволяют роботу стоять. Эти рожки предназначены в первую очередь для удержания листовой пружины на месте, но у них есть маленькие крючки, на которых можно расположить небольшой объект.

Сам привод представляет собой никель-титановый (NiTi) сплав с памятью формы (SMA), выглядящий как простая проволока, которая удлиняется при нагревании и затем сжимается обратно при охлаждении. SMA довольно распространены и используются для всех видов вещей, но что отличает этот конкретный SMA, так это то, что он "грязно" покрыт платиной. "Беспорядочная" часть важна по причине, о которой мы расскажем далее.

Учёные создали робота, которому для работы нужен только спирт

Источник: Science Robotics

RoBeetle (A) использует исполнительный механизм на основе метанола (B). Корпус робота (C) включает в себя узел топливного бака (D), крышку бака, трансмиссию и сдвижную заслонку (E), нижнюю часть сдвижной заслонки (F), проволоку из никель-титан-платинового композитного материала и пластинчатую пружину (G ), а также передние и задние лапы с биоинспирированными назад ориентированными когтями (H).

Один конец провода SMA прикреплен к середине листовой рессоры, а другой конец проходит над задней частью робота, где он прикреплен скобами к анкерному блоку на заднем конце робота. Если провод SMA подключен, но не задействован (то есть холодный, а не теплый), он достаточно короткий, чтобы листовая пружина отодвигалась назад, раскачивая ноги вперед и вверх. Последний компонент встроен в спину робота, прямо вдоль позвоночника и непосредственно под приводом SMA. Это выдвижное вентиляционное отверстие, прикрепленное к трансмиссии, так что оно открыто, когда провод SMA холодный, и пластинчатая пружина отведена назад, и закрывается, когда провод SMA теплый, а листовая пружина расслаблена. То, как раздвижное вентиляционное отверстие прикреплено к коробке передач, — действительно хитрый момент в этом роботе, потому что это означает, что движение самой проволоки используется для регулирования потока топлива через чисто механическую систему. По сути, это активатор и датчик одновременно.

Цикл срабатывания, который заставляет робота ходить, начинается с полного топливного бака и холодного провода SMA. Листовая рессора натягивается, тянет трансмиссию назад и раскачивает ноги вперед и вверх. Трансмиссия также переводит скользящее вентиляционное отверстие в открытое положение, позволяя парам метанола выходить из топливного бака в воздух, где они проходят мимо провода SMA, который проходит прямо над вентиляционным отверстием.

Учёные создали робота, которому для работы нужен только спирт

Итоговую скорость движения робота сложно назвать феноменальной — 0,76 мм / с (0,05 длины тела в секунду), но если учесть его автономность (155 минут), то это выглядит не таким уж и плохим показателем. На данный момент не существует источника питания способного обеспечить столь малые размеры при таком внушительном времени работы. И пусть данная разработка является скорее демонстрацией, использованные технологии могут рано или поздно вылиться в разработку чего-то большего. Ну, или, как минимум — в новое поколение компактных роботов.

Читайте также

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

ИИ научился прогнозировать выживаемость онкобольных по фотографии

ИИ научился прогнозировать выживаемость онкобольных по фотографии

Microsoft обвинили в превращении рабочего стола Windows 11 в рекламную площадку

Microsoft обвинили в превращении рабочего стола Windows 11 в рекламную площадку

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

vivo X500 E может оказаться копией V80 без серьёзных изменений

vivo X500 E может оказаться копией V80 без серьёзных изменений

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Астрономы узнали точную дату создания Ван Гогом «Звездной ночи»

Астрономы узнали точную дату создания Ван Гогом «Звездной ночи»