Науковці створили робота-комаху, що бігає швидше за тарганів

Завдяки інноваціям китайської команди, колонія мікроботів з анімаційного фільму Діснея “Супер шістка” стала на крок ближчою до реальності.

У лабораторії в Пекіні спритний, крихітний біонічний робот без особливих зусиль пробирається крізь навколишнє середовище. Опинившись у вузькому “глухому куті”, машина розміром з комаху швидко відступила назад маленькими кроками.

Професор Ян Сяоцзюнь та його колеги з Університету Бейхань створили робота-комаху завдовжки 2 см, який важить менше двох грамів і може похвалитися площею вертикальної проекції розміром з два нігті.

Зменшити робота до розмірів комахи набагато складніше, ніж створити його більших побратимів, оскільки машини розміром з бджолу не можуть бути оснащені звичайними двигунами. Тому пошук мініатюрної системи живлення вже давно став складним квестом для світових дослідників.

“Відмова від зовнішнього джерела живлення означає, що доведеться інтегрувати в робота батареї та друковані плати. Однак додаткове навантаження зробило його нерухомим”, – розповідає Лю Чживей, колишній докторант Яна, а нині доцент Університету Бейхан.

У 2009 році Ян помітив цікаве явище: за певним порогом напруга постійного струму викликала стійкі вібрації – явище, яке зазвичай асоціюється зі змінним струмом. Цей момент постійно відтворювався в його свідомості, натякаючи на потенційне застосування, наприклад, крила крихітного дрона.

Лише у 2017 році Ян взявся за розробку робота розміром з комаху, здатного рухатися без зовнішнього джерела живлення. Однак протягом наступних трьох років його команда дослідила десятки конструкцій корпусів і тонко налаштувала параметри, але робот вперто залишався на місці.

Щоб ініціювати рух свого робота-комахи, Ян ретельно вивчив ходи жуків, коників, диких коней і кроликів.

Саме біг леопарда став джерелом натхнення, і команда зрештою розробила нове покоління біміметичних роботів-комах “BHMbot”, здатних до надшвидкого бігу без прив’язі зі швидкістю, вищою за швидкість тарганів, і з кращою маневреністю при розворотах.

У дослідженні, опублікованому минулого місяця в журналі Science Advances, вони повідомили про оновлену версію робота, який здатний швидко рухатися вперед і назад і може виконувати складні траєкторії бігу під бездротовим управлінням.

Хороший винахід, як правило, з’являється в результаті спалаху натхнення, за яким слідує величезна кількість важких досліджень. Минуло 15 років відтоді, як Ян розпочав дослідження крихітних роботів, але його зусилля принесли свої плоди.

В експерименті BHMbot може проходити крізь вузькі простори і досягати визначених місць для виконання спеціальних завдань.

За допомогою комерційного MEMS-мікрофона він може успішно збирати звукові сигнали SOS від Bluetooth-динаміка, похованого під будівельними блоками, а звукові дані потім передаються на комп’ютер і перетворюються в реальний звук, за словами Лю.

BHMbot також може проходити через вузький прохід між двома лопатями статора цивільного турбовентиляторного двигуна і хвостовою частиною турбореактивного двигуна. Оснащений мікрокамерами міліметрового масштабу, він може в майбутньому робити знімки внутрішніх частин авіадвигунів.

За словами Яна, ці мініатюрні роботи мають багатообіцяюче застосування в таких сферах, як пошук і порятунок під час стихійних лих, а також в огляді конструкцій механічного обладнання.

Роботизовані комахи також готові до злету в майбутньому. “Наша кінцева мета – розробити мікро-дрони з махаючими крилами, які зможуть літати, як бджоли”, – додав Ян.