Мягкие приводы микро-сгорания придают роботам взрывную подвижность

Ученые разработали новый миниатюрный двигатель внутреннего сгорания, который дает роботу-лягушке уникальные способности к взрывному прыжку и точному управлению движением.

В настоящее время большинство роботов используют электрические приводы. И хотя идея применения двигателя на горючем в робототехнике может показаться устаревшей, команда из Органической робототехнической лаборатории Корнельского университета указывает на то, что современные аккумуляторы тяжелы и не обладают большой энергоёмкостью. Все это серьезно ограничивает производительность электрических приводов.

Однако использование химического топлива с высокой энергетической плотностью позволяет значительно увеличить возможности. Исследователи создали приводы диаметром около 5 мм, которые используют метан и кислород, подаваемые в камеру горения объемом 0,09 мл. Верхняя часть камеры покрыта высокоэластичной силиконовой мембраной, которая функционирует как поршень, расширяясь при горении и быстро сжимаясь, выталкивая газы через маленькие отверстия.

Все процессы происходят очень быстро, и чем больше мощность "взрыва", тем сильнее выпячивается мембрана. Приводы могут выдерживать расширение объема камеры на 140%, создавая силу более 9,5 Н.

Ученые интегрировали эти приводы в робота-лягушку с четырьмя жесткими лапами. Управление позволяло изменять частоту искры, соотношение топлива и поток топлива. Результаты оказались поразительными: робот мог ползти, прыгать на разную высоту, вращаться в различных направлениях. Выота прыжка роботизированной лягушки составляла 56 см.

Такие микро-двигатели внутреннего сгорания могут стать ценным дополнением для робототехники, когда требуются сверхбыстрые движения. Например, они могли бы усилить подвижность ног у робота Atlas или позволить ему наносить удары с взрывной силой.

Исследование ученых было опубликовано в журнале Science .