Toyota создала дрон-стрекозу, работающий без батареи и проводов

Исследователи из Toyota Central R&D Labs создали летающего робота размером с насекомое, способного махать крыльями. Робот работает на базе приемника радиочастотной энергии с впечатляющей удельной мощностью 4900 Вт/кг.

Небольшие дроны, как правило, могут работать очень недолго из-за ограниченного источника питания, и специалисты Toyota Central R&D решили обойти это препятствие.

В настоящее время в различных продуктах все чаще находят практическое применение бесконтактные источники питания с использованием электромагнитных волн, но как они могут применяться в небольших летающих роботах, ранее не изучалось. Поэтому главной целью исследователей стало создание летающего робота размером с насекомое, способного заряжаться с помощью бесконтактной, беспроводной технологии. Созданный ими робот оснащен машущим пьезоэлектрическим приводом с питанием от дипольной антенны 5 ГГц.

«Одной из ключевых особенностей нашего робота является высокоэффективное срабатывание взмахов, которое достигается за счет использования мощного монокристаллического пьезоэлектрического материала и конструкции с низкими потерями, в которой два крыла обращены друг к другу, как хлопающие в ладоши. Такая конструкция обеспечивает соотношение мощности и веса, сравнимое с эффективностью живых насекомых», - пояснил изданию TechXplore один из авторов проекта Такаши Одзаки.

Ключевой проблемой в создании миниатюрных роботов является тепловой разгон, вызванный потерями мощности. Чтобы решить эту проблему, Одзаки и его коллеги оптимизировали конструкцию своего робота таким образом, чтобы выделяющие тепло компоненты не находились рядом друг с другом.

Кроме того, исследователи использовали приемник радиочастотной энергии с удельной мощностью, значительно превышающей удельную мощность стандартных литий-полимерных аккумуляторов с такой же массой. Это значительно улучшило эффективность и время работы робота.

«Я думаю, что нашим наиболее важным открытием является то, что схема массой до одного грамма может принимать и обрабатывать высокую мощность более 1 Вт на расстоянии через радиочастотную волну. Это говорит о том, что не только летающие роботы, но и различные другие устройства, требующие большой мощности при небольших размерах, могут быть реализованы без батарей», - сообщил Одзаки.

Созданный командой Одзаки робот весит всего 1,8 г, что в 25 раз меньше, чем другие микроаппараты, питающиеся от радиочастот. В будущем он сможет использоваться для выполнения сложных задач, связанных с проникновением в трещины, трубы или другие очень ограниченные пространства.