Вдохновленный природой робот использует воду, в которой он плавает, чтобы создать топливо и запустить себя в полет.
Гибридный робот, способный совершать «прыжки» из воды на 26 метров после взлета, может использоваться для сбора проб воды в загрязненной среде или для понимания последствий наводнения.
Устройство, способное переключаться с «плавающего» на «летающий» режим, идеально подходит в таких ситуациях, но обычно требует слишком много энергии, которую трудно получить для небольших систем.
Сегодня исследователи из Имперского колледжа Лондона изобрели систему, для которой требуется всего 0.2 грамма карбид кальция. Единственная движущаяся часть всего робота — это небольшой насос, который откачивает воду и направляет ее в камеру сгорания.
Таким образом, вода и карбид кальция объединяются в камере сгорания, образуя легковоспламеняющийся газ ацетилен. Расширение этого газа «выстреливает» робота из воды, как струю.
Детали исследования опубликованы в Science Robotics.
Доктор Мирко Ковач, директор Лаборатории воздушной робототехники в Имперском колледже и руководитель отдела исследований, говорит: «Переход из воды в воздух — это интенсивный процесс, который трудно осуществить в небольших масштабах для самолетов, которые обязательно должны быть легкими. Мы использовали химические элементы, которые вступают в реакцию с водой, чтобы уменьшить оборудование (и вес) самолета. 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).
Перед повторным наполнением резервуара для воды робот может повторить 26-метровый «мини-полет» несколько раз. Способ путешествовать на относительно большие расстояния без электричества и без затрат энергии 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 Цуфферей, соавтор исследования, говорит: «Этот тип беспроводных роботов может быть очень полезен в труднодоступных местах».
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
