Bioinspirerad robot kan flyga och dyka
October 11, 2019
En drönare som en flygande fisk
En bioinspirerad robot använder vatten från omgivningen för att skapa ett drivmedel gasa och börja från vattenytan. Roboten har utvecklats av forskare från Imperial College London. Den kan flyga cirka 26 meter efter uppskjutning och kan användas för att ta vattenprover i farliga och förvirrande miljöer som översvämningar eller övervakning av havsföroreningar, enligt Mirko Kovacs team i tidningen Science Robotics.
< /div>
Robotar som kan förflytta sig från vatten till luft är önskvärda i vissa situationer. Lanseringen kräver dock mycket energi, vilket hittills varit svårt att få till med små robotar. Nu har forskare uppfunnit ett system som kräver endast 0,2 gram kalciumkarbidpulver i en förbränningskammare. Den enda rörliga delen är en liten pump som drar vatten från miljön som roboten befinner sig i, till exempel en sjö eller ett hav.
Vattnet kontaktas sedan med kalciumkarbidpulvret i en reaktionskammare och producerar brandfarlig acetylengas. När gasen antänds och expanderar trycker den ut vattnet som en framdrivningsjet som "skjuter" roboten ur vattnet och driver den till en glidflygning på upp till 26 meter.
< /div>
"Vatten-till-luft-övergången är en energikrävande process som är svår att uppnå med ett litet flygande föremål som måste vara lätt att flyga", förklarar Mirko Kovac, chef för "Aerial Robotics Laboratory " vid Imperial College London och i det gemensamma "Materials and Technology Centre of Robotics" vid Empa. "Vi använde vattenreaktiva kemikalier för att minska mängden material som roboten var tvungen att bära. Eftersom kammaren fylls passivt och det omgivande vattnet fungerar som en kolv, kan vi skapa en komplett förbränningscykel med bara en rörlig del, pumpen som blandar sig vattnet med bränslet."
Teamet testade roboten i laboratoriet, i en sjö och i en vågtank och kunde visa att den kan lyfta utanför vattenytan även under ganska svåra förhållanden. Medan liknande robotar ofta behöver tysta förhållanden för att lyfta från vattnet, skapar teamets ombyggnad en kraft lika med 25 gånger dess vikt. Därför ökar sannolikheten att roboten kan övervinna vågorna och faktiskt lyfta.
Den endast 160 grams lätta roboten kan "hoppa" flera gånger efter att ha fyllt på sitt vatten. tank. Detta skulle kunna göra det möjligt för honom att flyta på vattnet utan extra kraft och ta prover på flera ställen, vilket sparar mycket energi över längre sträckor jämfört med en elektriskt driven robot.
Teamet arbetar med att bygga nya robotar av avancerade material och utföra fältförsök med robotar i en mängd olika miljöer, inklusive övervakning av korallrev och offshoreplattformar.
"Den här typen av lågeffektsrobotar utanför nätet kan vara riktigt användbara i miljöer som vanligtvis är tidskrävande och resurskrävande, även efter katastrofer som översvämningar eller kärnkraftsolyckor", tillägger Raphael Zufferey, huvudförfattare till studien.< /div>