Jak vysvětlil profesor Liwei Lin, hlavní autor studie publikované v prestižním vědeckém časopise Science Advances, inspiraci našli u včel a jejich schopnosti navigovat, vznášet se a opylovat. Včely a čmeláci patří mezi nejefektivnější létající organismy v přírodě a právě tuto efektivitu se vědci pokusili přenést do světa robotiky.
Vytvořit takto malý létající stroj ale představuje technologickou výzvu. Běžné létající roboty potřebují baterii a elektroniku pro řízení letu, což se vzhledem k požadované velikosti a hmotnosti ukázalo jako nemožné.
Zdroj: Adam Lau | Berkeley Engineering
Inovativní řešení: magnetické pole
Tým pod vedením profesora Lina přišel s elegantním řešením. Místo těžké baterie a složité elektroniky využívají k pohonu a navigaci robota externí magnetické pole.
Zařízení, které připomíná malou vrtuli, obsahuje dva drobné magnety. Díky působení vnějšího magnetického pole jsou tyto magnety přitahovány a odpuzovány, což umožňuje vrtuli roztočit se a zvednout robota ze země. Způsob letu lze kontrolovat úpravou síly magnetického pole. Myšlenka vytvořit malého létajícího robota vyšla z potřeby prozkoumat i malé prostory.
Zdroj: Science Advances
Využití v medicíně a mikrorobotice
V současné době robot dokáže létat pouze v pasivním režimu, což znamená, že let může být ovlivněn faktory prostředí, jako je silný vítr. Vědci ale pracují na vývoji aktivního řízení, které by umožnilo uživateli navigovat robota v reálném čase.
Mohlo by vás zajímat
Robot inspirovaný čmelákem není jediným výtvorem inženýrů z Berkeley. Linův tým také vynalezl robota "švába", který dokáže běžet po podlaze a přežije i po tom, co na něj člověk šlápne.
Jeden ze spoluautorů studie, Wei Yue, nyní pracuje také na robotovi, který umí plavat. Výzkumník se podělil o informace, že experimentoval s robotickými zařízeními, které umí lézt a otočit se. Vysvětlil, že v budoucnu by tyto malé roboty mohly být použity při minimálně invazivních chirurgických zákrocích. Jeho představou je, že by se mikrorobot dostal k nemocnému orgánu bez jediného řezu skalpelem.
Před tímto robotem inspirovaným včelou byl nejmenším létajícím robotem stroj o průměru 2,8 centimetru, takže nový vynález představuje značný technologický průlom.
Mohlo by vás zajímat
Aerodynamická účinnost překvapuje
Nejpozoruhodnější na tomto malém robotovi je jeho efektivita. Experimentálně dosáhl vysoké aerodynamické účinnosti s naměřeným poměrem vztlaku k odporu 0,7 a poměrem vztlaku k letovému výkonu 7,2 × 10^-2 N/W při Reynoldsově čísle ~2500, což jsou hodnoty, které překvapily i samotné vývojáře.
Bezdrátový pohonný mechanismus, princip fungování systému a letové charakteristiky mohou být dále optimalizovány a zajistí tak patrně pokrok a miniaturizaci létajících robotů v subcentimetrové škále. S dalším vývojem by tito miniaturní roboti mohli najít uplatnění nejen v medicíně, ale také při monitorování životního prostředí, průzkumu těžko dostupných míst nebo dokonce při opylování rostlin v oblastech, kde ubývá přirozených opylovačů.
Zdroj: Science Advances, Cybernews
5 foto
