Робот, вдохновленный природой, использует воду, в которой плавает, для создания топлива и запуска в полет.
Гибридный робот, способный «выпрыгнуть» из воды на 26 метров после взлета, может быть использован для сбора проб воды в загрязненной среде или для анализа последствий наводнения.
Устройство, способное переключаться между «плавающим» и летающим режимами, идеально подходит в таких ситуациях, но обычно требует слишком много энергии, чего трудно достичь для небольших систем.
Сегодня исследователи Имперского колледжа в Лондоне изобрели систему, для которой требуется всего 0.2 грамма карбид кальция. Единственная движущаяся часть всего робота — небольшой насос, который забирает воду и подает ее в камеру сгорания.
Таким образом, вода и карбид кальция объединяются в камере сгорания, образуя горючий газ ацетилен. Расширение этого газа «выстреливает» робота из воды, как струя.
Детали исследования опубликованы в Science Robotics.
Доктор Мирко Ковач, директор Лаборатории воздушной робототехники Имперского колледжа и руководитель исследования, говорит: «Переход из воды в воздух — это интенсивный процесс, которого трудно достичь в небольших масштабах для самолетов, которые обязательно должны быть легкими. Для уменьшения оборудования (и веса) самолета мы использовали химические элементы, реагирующие с водой. Сама вода действует как поршень, и мы создали полный цикл сгорания только с одной движущейся частью».
Тесты
Команда провела испытания гибридного робота в лаборатории, в озере и в бассейне с волнами, наблюдая, как происходит реакция и полет даже в экстремальных условиях, причем напряжения даже в 25 раз сильнее, чем общий вес устройства (160 грамм).
Прежде чем наполнить резервуар для воды, робот может повторить 26-метровый «мини-полет» несколько раз. Способ путешествовать даже на сравнительно большие расстояния без электричества и без энергозатрат гораздо более сложных решений.
Команда работает с Швейцарской федеральной лабораторией технологии и материаловедения (EMPA) над созданием новых транспортных средств по тому же принципу и экспериментирует с различными материалами и сценариями (такими как океанские нефтяные платформы или коралловые рифы).
Рафаэль Зуфери, соавтор исследования, говорит: «Этот тип беспроводного робота может быть действительно полезен в труднодоступных для мониторинга средах».
Это работа для рыбы с крыльями!
Научные ссылки:
- Р. Зуфферей, А. Ортега Ансель, А. Фаринья, Р. Сиддалл, С. Ф. Арманини, М. Наср, Р. В. Брамаль, Г. Кеннеди и М. Ковач. Последовательное водное прыгание с водно-реактивным топливом. Робототехника2019 DOI: 10.1126 / scirobotics.aax7330
