Использование крошечных двигателей сгорания для питания очень крошечных роботов

Блок -схема аппарата для тестирования микророакторов и микроробот.Два газовых цилиндра поставляют реагенты.Поток и смешивание регулируются контроллерами массового потока.Зажигание достигается за счет высокого напряжения, генерирования искры, которая контролируется через Arduino.Кредит: Наука (2023).Doi: 10.1126/science.adg5067.https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg5067 🔗

Команда инженеров-механиков в Корнелльском университете, работающая с коллегой из Технологического института Техниона-Исраэля, разработала и создала крошечного робота, который оснащен двигателем сгорания.В своей статье, опубликованной в журнале Science, группа описывает, как они создали свой крошечный двигатель и возможное использование для него.Райан Труби из Северо -Западного университета опубликовал перспективную статью в том же журнале, в котором изложена работа, выполненная командой по этому новым усилиям.

За последние несколько десятилетий роботисты разработали и создавали всежившие роботы с целью найти дизайн, который можно использовать для различных уникальных целей.Практически все они работали от батарей.Но по мере того, как размер таких роботов продолжает сокращаться, становится все труднее питать их с помощью технологии батареи.В этих новых усилиях исследователи обратились к старой технологии в качестве решения - двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сжигания использует мощность контролируемого взрыва, используя его для толчки движущейся части, такой как поршень в автомобильном двигателе.Повторные взрывы создают постоянную силу, позволяя автомобилю двигаться по дороге.В этом новом усилии исследовательская группа нашла способ сделать крошечный двигатель сжигания, используя метан пары и кислород вместо бензина, и использовала его для питания крошечного робота.

Кредит: Кэмерон А. Обин и др., Мощные, мягкие приводы сжигания для роботов для насекомых, наука (2023).Doi: 10.1126/science.adg5067

Чтобы построить свой двигатель, исследователи начали с создания крошечной камеры сгорания вместе с локальным агентом, чтобы вызвать взрыв.Когда это произойдет, вершина камеры немного подталкивается вверх, как поршень.Тестирование показало, что поршень может оказывать силу 9,5 ньютонов.Команда также разработала насос, который работал в сочетании с воспламенением, чтобы позволить поршню перемещаться вверх и вниз примерно в 100 раз в секунду.

Затем они построили второй двигатель, идентичный первым и подключенным к ногам и ногам для крошечного робота в форме лягушки.Робот, как они обнаружили, можно было бы сделать, чтобы прыгать, если оба двигателя были выпущены одновременно или ходить, если бы двигатели были уволены по чередующемуся стилю.

Исследовательская группа отмечает, что двигатели достаточно маленькие, что четверо из них могли сидеть на лицевой стороне копейки и что они весят всего 325 миллиграммов каждый.Они признают, что некоторые части еще не были миниатюрными, такими как топливная система и удержание бака и источник питания для генератора Spark.Тем не менее, они предполагают, что их дизайн может оказаться полезным для создания разнообразных крошечных роботов.

Больше информации: Кэмерон А. Обин и др., Мощные, мягкие приводы сгорания для роботов для насекомых, наука (2023).Doi: 10.1126/science.adg5067.www.science.org/doi/10.1126/science.adg5067 🔗

Райан Л. Труби, химически питающий новые способности микроробота, наука (2023).Doi: 10.1126/science.adk0522