Ostatnia aktualizacja 29 marca, 2022
Naukowcy z MIT zaprezentowali małego robota, który waży nie więcej niż 1 g i swoim wyglądem oraz przystosowaniem przypomina owada. Pierwsze testy pokazały, że miniaturowy robot jest w stanie zawisnąć w powietrzu przez 20 sekund, co jest najlepszym dotąd wynikiem dla urządzeń o tej masie i wielkości. Jak zbudowane są takie nanodrony?
Konstrukcja nanodrona składa się z miękkich siłowników, charakteryzujących się dużą elastycznością. Dodatkowo użyte w tym modelu siłowniki powstały w wyniku zastosowania nowej techniki wytwarzania. Kevin Chen, adiunkt na wydziale elektrotechniki i informatyki wraz ze swoim zespołem opracował siłowniki miękkie, które działają przy 75% niższym napięciu niż standardowe i z 80% wyższym obciążeniem.
Siłowniki zastosowane w nanodronie imitują działanie mięśni. Do ich wytworzenia zastosowano warstwy elastomeru umieszczone między dwiema cienkimi elektrodami, a całość zwinięto w cylinder. Robot posiada cztery zestawy skrzydeł, w którym każdy z nich działa w oparciu o osobny siłownik. Napięcie zasilania siłownika sprawia, że elektrody ściskają elastomer, a to wprawia w ruch skrzydełka. Trzepot skrzydeł robota osiąga prędkość nawet 500 razy na sekundę.
Zobacz: Platforma zarobkowa
Nanodrony – kluczowe jest wytworzenie odpowiednich siłowników
Im większa powierzchnia siłownika, tym mniejszego napięcia wymaga do rozruchu. Podczas ulepszania konstrukcji, naukowcy zbudowali siłowniki metodą naprzemienną, zwiększając liczbę ultracienkich warstw elastomeru i elektrod. W efekcie powstał siłownik zbudowany z 20 warstw, a każda z nich miała 10 mikrometrów grubości. Aby wyobrazić sobie skalę, można porównać tę grubość do grubości czerwonej krwinki.
Sprawdź: Workation
Problemem, z którym sobie poradzono, były pęcherzyki powietrza. Elastomer wylewano na wirnik, aby siła odśrodkowa obracającego się z dużą prędkością podłoża, rozciągała materiał aż do uzyskania zadowalającej grubości. Podczas procesu powietrze zasysane było z powrotem, co powodowało powstawanie pęcherzyków. Rozwiązaniem sytuacji było odsysanie powietrza zanim elastomer wyschnie, a następnie wypiekanie materiału. Dzięki takiemu podejściu udało się zwiększyć żywotność oraz moc wyjściową siłownika o ponad 300%.
Technologia jest obiecująca w kontekście zastosowania nanodronów w rolnictwie.
