Одним из ключевых вызовов при разработке всех роботизированных систем является обеспечение их энергопитанием. Существуют различные подходы к решению этой задачи: интеграция аккумуляторов, подключение к сети проводом и другие. Команда исследователей из Вашингтонского университета представила на прошедшей неделе конференции по робототехнике в Австралии робота-насекомое, питающееся от лазерного луча. Этот инновационный метод позволяет избежать использования громоздких аккумуляторов и ограничений по времени автономной работы. Робот способен летать столько времени, сколько направлен на него лазерный луч. Несмотря на то, что сфера применения данной системы ограничена зависимостью от источника питания, это ограничение не столь критично. Такой робот свободен от проблем, свойственных традиционным системам, таких как ограниченный радиус действия, низкая эффективность и короткое время автономной работы.
Летающему роботу, который машет крыльями энергии нужно много, поэтому лазер здесь — один из лучших вариантов. Робот получил название RoboFly, его прототип — RoboBee из Гарварда. Размер «робомухи» примерно равен размеру обычного шмеля, зато масса — всего 190 мг. Система запитывается при помощи инфракрасного лазера, который наводится на небольшой фотоэлемент в 250 мВт. На видео выше лазер не наводящийся, так что как только фотоэлемент уходит из фокуса, робот прекращает работу.
Но по словам специалистов из Вашингтонского университета это не проблема. Главное в этом проекте — разработка самого робота, способного летать при наведении на него лазера. С наведением лучше разработчики справятся. Крылья робота управляются двумя пьезоэлектрическими сервоприводами, за работу которых, в свою очередь, отвечает крохотный микроконтроллер.
Что касается радиуса действия робота, то пока максимальное расстояние, на которое ему удалось полететь — около 1,23 м (на открытом воздухе). Более мощный тепловой лазер позволяет системе работать на расстоянии в несколько десятков метров. При необходимости за системой может следовать сама лазерная установка — ведь она небольшая и ее можно погрузить на любой автомобиль.
Область применения робота может быть разной. К примеру — фермерские хозяйства, поиск утечек в нефтепроводах, научные исследования в труднодоступных регионах и т.п. До коммерческого применения разработки, правда, еще далеко. Сейчас ученые работают над совершенствованием системы наведения лазерных лучей на свою «робомуху», для того, чтобы продемонстрировать более продолжительную работу системы.
Роботы-насекомые давно будоражат умы ученых. Например, в 2015 году компания Festo представила робота-муравья, с шестью лапками и пьезоэлектрическими жвалами. У «муравьев» есть стереокамеры, контроллер, это полноценный робот.
Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза совместно с Draper Laboratory разрабатываютстрекозу-киборга, которая будет сочетать в себе «миниатюрную навигацию, синтетическую биологию и нейротехнологии». Форм-фактор стрекозы выбран по той простой причине, что эти насекомые распространены по всему миру, а класс их полета — очень высокий, это, если так можно выразиться, асы.
Кстати, энергия для питания сервоприводов и всей электроники «стрекозы» генерируется при помощи фотоэлементов. Электроника включает также модули автономного управления и навигации — она возможна и за пределами контролируемой среды. Управление роботом производится при помощи так называемой оптогенетической симуляции.
Автор: Максим Агаджанов
Источник: https://habr.com/
