Инженеры создали искусственные мышцы для летающих микророботов — Роботех

Инженеры создали искусственные мышцы для летающих микророботов

Исследователи Массачусетского технологического института продемонстрировали крошечные дроны, которые могут перемещаться с похожей на жучков маневренностью и устойчивостью. Мягкие приводы, которые приводят в движение этих микророботов, очень прочные, но для них требуется гораздо более высокое напряжение, чем для жестких приводов аналогичного размера.

Теперь исследователи МИТ первыми разработали технику изготовления, которая позволяет им создавать мягкие приводы, которые работают с напряжением на 75% ниже, чем текущие версии, и несут на 80% больше полезной нагрузки. Эти мягкие приводы похожи на искусственные мышцы, которые быстро машут крыльями робота.

Новая технология изготовления позволяет создавать искусственные мышцы с меньшим количеством дефектов, что значительно увеличивает срок службы компонентов и увеличивает производительность и полезную нагрузку робота.

«Это открывает для нас много возможностей в будущем перейти к использованию силовой электроники в микророботах. Люди склонны думать, что мягкие роботы не так способны, как жесткие. Мы демонстрируем, что этот робот, весом менее грамма, летает дольше всего и показывает хорошие результаты в режиме зависания. Основная идея состоит в том, что мягкие роботы могут превосходить жесткие роботы по производительности», — говорит Кевин Чен, доцент кафедры электротехники и компьютерных наук Д. Рида Видона-младшего 41 года, руководитель Лаборатория мягкой и микробототехники в Научно-исследовательской лаборатории электроники (НИЭ).

Прямоугольный микроробот имеет четыре набора крыльев, каждый из которых приводится в движение мягким приводом. Эти мускулистые приводы сделаны из слоев эластомера, которые зажаты между двумя очень тонкими электродами и затем свернуты в мягкий цилиндр. Когда на привод подается напряжение, электроды сжимают эластомер, и это механическое напряжение используется для взмахивания крыла.

Чем больше площадь поверхности привода, тем меньше требуется напряжения. Итак, Чен и его команда создают эти искусственные мышцы, чередуя как можно больше ультратонких слоев эластомера и электрода. По мере того, как слои эластомера становятся тоньше, они становятся более нестабильными.

Впервые исследователи смогли создать привод с 20 слоями, каждый из которых имеет толщину 10 микрометров (примерно диаметр эритроцита). Они также продемонстрировали 20-секундный полет в режиме зависания, который, по словам Чена, является самым продолжительным, когда-либо зарегистрированным микророботом. Их парящий робот держался стабильнее, чем любой другой. Привод с 20 слоями все еще работал без сбоев после более чем 2 миллионов циклов, что намного превышает срок службы других приводов.

Напомним, ранее швейцарские инженеры создали летающих магнитных микророботов.

Add a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *