Несмотря на весь прогресс, которого мы достигли в области робототехники, создание ботов, похожих на насекомых, оказалось очень сложной задачей. Такие маленькие роботы могут быть полезны в самых разных приложениях: от опыления окружающей среды до поисково-спасательных миссий, но создание механически прочных роботов такого размера — непростая задача. Исследователи черпают вдохновение в природе и ищут насекомых, которые могут вдохновить новые поколения маленьких роботов.

На Международной конференции Общества робототехники и автоматизации IEEE по интеллектуальным роботам и системам исследователи из Университета штата Вашингтон представили мини-жука весом всего восемь миллиграммов и водомерку весом 55 миллиграммов. Оба могут двигаться со скоростью около шести миллиметров в секунду.

Возможно, это звучит не очень быстро, но это, вероятно, самый быстрый робот такого типа, когда-либо созданный, и его скорости достаточно для нескольких приложений.

«Это быстро по сравнению с другими микророботами такого масштаба, хотя он все еще отстает от своих биологических родственников», — сказал Конор Тригстад, аспирант Школы машиностроения и материаловедения и ведущий автор работы. Муравей обычно весит до пяти миллиграммов и может двигаться со скоростью почти метр в секунду.

Заставить этих насекомых двигаться

Ключом к этому типу роботов является так называемый привод. Исполнительные механизмы — это устройства, предназначенные для преобразования формы энергии в механическое движение для управления системой или механизмом. Электрические приводы преобразуют электрическую энергию в движение, в то время как гидравлические приводы используют давление жидкости, а пневматические приводы полагаются на сжатый воздух. Актуаторы являются фундаментальными компонентами в робототехнике, автомобильной технике, промышленном оборудовании и аэрокосмических системах.

Тригстад ​​использовал специальную технологию изготовления для изготовления самых маленьких приводов, известных человечеству (на данный момент). Это, пожалуй, самое впечатляющее нововведение — то, что позволило исследователям создавать таких маленьких роботов.

В основе приводов лежит материал, называемый сплавом с памятью формы. По сути, этот материал «запоминает» форму и возвращается к ней при изменении температуры. Приводы не имеют двигателей или движущихся частей. Вместо этого приводы нагреваются очень малыми токами и имитируют взмахи крыльев. В ходе предварительных испытаний роботы могут взмахивать крыльями 40 раз в секунду, а приводы могут поднимать вес, в 150 раз превышающий их вес.

«Приводы являются самыми маленькими и быстрыми из когда-либо разработанных для микроробототехники», — сказал Нестор О. Перес-Арансибия, доцент кафедры Флаэрти в Школе машиностроения и материаловедения WSU, который руководил проектом.

«Они очень прочны с механической точки зрения», — также сказал Тригстад. «Разработка очень легкого привода открывает новые возможности в микроробототехнике».

Сейчас исследователи рассматривают другие типы роботов, которые могут двигаться самостоятельно, автономно, без источника питания. Это будет важным шагом перед тем, как эти роботы будут фактически развернуты и будут использовать небольшие батареи или каталитическое сжигание.