Инженеры Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали необычный способ приводить микророботов в движение при помощи звука. Вместо традиционного двигателя устройство использует специально спроектированные полости, которые преобразуют внешние акустические волны в направленную струю воздуха.
В основе разработки лежит резонанс Гельмгольца — тот самый эффект, благодаря которому пустая бутылка издает характерный гул, если подуть над ее горлышком. В созданных учеными сферических и колоколообразных структурах звуковые волны заставляют воздух колебаться таким образом, что рассеянный поток втягивается внутрь, а затем выбрасывается концентрированной струей. Возникающей тяги достаточно для движения всей конструкции.
Главное отличие технологии от традиционной акустической левитации заключается в том, что звук не толкает объект напрямую. Он лишь передает энергию встроенному резонатору, который самостоятельно создает тягу. Благодаря этому внутри самого робота не нужны аккумуляторы, электродвигатели, редукторы или управляющая электроника.
Исследователи уже продемонстрировали технологию в нескольких масштабах. Сантиметровые миниатюрные лодки перемещались и меняли направление за счет активации разных акустических полостей. Для микроскопических летательных аппаратов использовался ультразвук: прототип массой всего 150 микрограммов смог создавать вертикальную тягу, а другая конструкция раскручивала миниатюрные лопасти примерно до 13 000 оборотов в минуту.
Сами резонаторы можно производить с помощью 3D-печати из пластмасс, эластичных полимеров и даже стекла. В дальнейшем инженеры хотят объединять множество полостей, настроенных на разные частоты, внутри гибких материалов, что позволит создавать более сложные управляемые конструкции.
Авторы работы считают, что микророботы без батарей и двигателей потенциально пригодятся в медицине, мониторинге окружающей среды, космических исследованиях и промышленности. Отсутствие аккумуляторов и электрических приводов также может оказаться преимуществом при работе в местах, где нежелательны искры или существует риск утечки компонентов батареи.
