Bio-inspirert robot kan fly og dykke
October 11, 2019
En drone som en flygende fisk
En bioinspirert robot bruker vann fra miljøet til å lage et drivmiddel gass og start fra vannoverflaten. Roboten er utviklet av forskere fra Imperial College London. Den kan fly omtrent 26 meter etter oppskyting og kan brukes til å ta vannprøver i farlige og forvirrende miljøer som flom eller havforurensningsovervåking, ifølge Mirko Kovacs team i magasinet Science Robotics.
< /div>
Roboter som kan bevege seg fra vann til luft er ønskelig i visse situasjoner. Lanseringen krever imidlertid mye energi, noe som har vært vanskelig å få til med små roboter så langt. Nå har forskere funnet opp et system som krever bare 0,2 gram kalsiumkarbidpulver i et brennkammer. Den eneste bevegelige delen er en liten pumpe som trekker vann fra miljøet roboten befinner seg i, for eksempel en innsjø eller et hav.
Vannet kontaktes deretter med kalsiumkarbidpulveret i et reaksjonskammer og produserer brennbar acetylengass. Når gassen antennes og utvider seg, skyver den ut vannet som en fremdriftsstråle som "skyter" roboten opp av vannet og driver den inn i en glidende flytur på opptil 26 meter.
< /div>
"Vann-til-luft-overgangen er en energikrevende prosess som er vanskelig å oppnå med et lite flygende objekt som må være lett å fly," forklarer Mirko Kovac, direktør for "Aerial Robotics Laboratory" " ved Imperial College London og av det felles "Materials and Technology Centre of Robotics" på Empa. "Vi brukte vannreaktive kjemikalier for å redusere mengden materialer roboten måtte bære. Ettersom kammeret fylles passivt og omgivelsesvannet fungerer som et stempel, kan vi lage en komplett forbrenningssyklus med bare én bevegelig del, pumpen som blander seg vannet med drivstoffet."
Teamet testet roboten i laboratoriet, i en innsjø og i en bølgetank og kunne vise at den kan løfte utenfor vannoverflaten selv under ganske tøffe forhold. Mens lignende roboter ofte trenger rolige forhold for å løfte av vannet, skaper teamets ombygging en kraft som tilsvarer 25 ganger vekten. Derfor øker sannsynligheten for at roboten kan overvinne bølgene og faktisk ta av.
Den eneste 160 grams lette roboten kan "hoppe" flere ganger etter å ha fylt på vannet. tank. Dette kan tillate ham å flyte på vannet uten ekstra kraft og ta prøver flere steder, og spare mye energi over lengre avstander sammenlignet med en elektrisk drevet robot.
Teamet jobber med å bygge nye roboter fra avanserte materialer og utføre feltforsøk med roboter i en rekke miljøer, inkludert overvåking av korallrev og offshoreplattformer.
"Denne typen laveffekts-off-grid-roboter kan være veldig nyttige i miljøer som vanligvis er tid- og ressurskrevende, selv etter katastrofer som flom eller atomulykker," legger Raphael Zufferey til, hovedforfatter av studien.< /div>