Созданы роботы-насекомые, которые могут опылять цветы и спасать людей

В Вашингтонском университете (University of Washington) разработали двух роботов по подобию настоящих насекомых – жука и водомерки. Роботы являются самыми маленькими, лёгкими и быстрыми полностью функциональными микро-роботами, которые когда-либо создавались.

Отчёт о работе ученых был представлен на Международной конференции Общества робототехники и автоматизации IEEE по интеллектуальным роботам и системам (IEEE Robotics and Automation Society's International Conference on Intelligent Robots and Systems).

Миниатюрные роботы в будущем могут найти применение в таких областях, как искусственное опыление, поисково-спасательные операции, мониторинг окружающей среды, микропроизводство или роботизированная хирургия.

Мини-жук весит всего 8 мг, а водомерка – 55 мг. Оба робота могут передвигаться со скоростью около 6 мм/с. Авторы разработки отметили, что 6 мм/с – довольно быстро для микророботов такого размера, хотя они всё ещё уступают своим биологическим аналогам. В качестве примера исследователи привели муравья, вес которого достигает 5 мг, и который может передвигаться со скоростью почти 1 м/с.

Микророботы Вашингтонского университета

Ключевым элементом крошечных роботов являются их микроприводы, способствующие их движению. Ученые использовали новую технику изготовления, чтобы уменьшить вес привода до менее чем 1 мг, что является самым маленьким приводом из когда-либо созданных.

В приводе используется материал, называемый сплавом с памятью формы (shape-memory alloy, SMA), который способен менять форму при нагревании. Эффект называется «память формы», потому что сплав запоминает исходную форму, а затем возвращается к ней после деформации. В отличие от традиционного двигателя, который приводит в движение робота, такие сплавы не имеют движущихся или вращающихся частей.

Сплавы с памятью формы обычно не используются для движения крупномасштабных роботов, из-за своей медлительности. Однако в случае с микророботами приводы сделаны из двух крошечных проволок из SMA-сплава диаметром 0,025 мм. С помощью небольшого количества тока проволоки могут быстро нагреваться и охлаждаться, позволяя роботам махать плавниками или двигать ногами со скоростью до 40 раз в секунду.

В предварительных испытаниях привод смог поднять вес, превышающий его собственный более чем в 150 раз. По сравнению с другими технологиями, используемыми для перемещения роботов, технология SMA требует гораздо меньшего количества электричества или тепла.

Авторы работы хотел глубже изучить движения роботов и улучшить их. В то время как робот-водомерка Вашингтонского университета делает плавные взмахивающие движения, настоящее насекомое осуществляет более эффективное гребное движение задними лапами, что является одной из причин, по которой оно может передвигаться гораздо быстрее.

Исследователи также хотели бы скопировать другое насекомое и разработать робота по типу водомерки, который мог бы перемещаться как по поверхности воды, так и под водой. Ученые также работают над использованием крошечных батарей или каталитического сжигание для обеспечения полной автономности своих роботов и освобождения их от внешнего источника питания.