Механічні комахи з надрукованими крилами

Механічні комахи з надрукованими крилами

Фахівці з робототехнике Чарльз Ріхтер (Charles Richter) і Хід Липсон (Hod Lipson) разом зі своїми колегами з Корнеллского університету в Итаке, штат Нью-Йорк, вчинили не мало не багато прорив в робототехнике. Звичайно, йдеться не про усю робототехнике, а про її окрему, досить специфічну і вузьку (у усіх значеннях цього слова!), області. Річ у тому, що дослідникам вдалося сконструювати орнітоптера (літальний апарат з махаючими крилами) вагою всього 3,89 грами. Цей мініатюрний механічний комарик здатний парити в повітрі всього 85 секунд. Здавалося б, не такий вже і великий термін для сучасної аеронавтики! Не кваптеся з виведеннями: цей пурхаючий прилад важить легше, ніж його попередники і здатний перебувати в стані керованого польоту довше них. Про цей прорив в області виготовлення літальних апаратів з махаючими крилами повідомив нещодавно журнал Штучне життя (Artificial Life).


Комахи: нас наздоганяють!Як підкреслили конструктори у своєму інтерв'ю журналу, вони прагнуть виготовити літальний апарат, в якому використовуватимуться усі ключові моменти, що дозволяють комахам літати і контролювати свої польоти. Цей прорив в області виготовлення орнітоптерів дозволить їм виявити і сформувати певні механічні принципи, які підстебнуть розвитку цієї області робототехники.

Кінець кінцем, ці знання допоможуть розвитку мікроскопічного повітряного транспорту з дуже низьким енергоспоживанням. Розвиток такого виду авіації дозволить людям використати її об'єкти в складанні карт місцевості, спостереженні за якими-небудь об'єктами, або як апарати для пошукових рятувальних операцій.

У минулому технічні проблеми гальмували просування вперед команди дослідників, зокрема, через неможливість тестування аеродинамічних властивостей створених орнітоптерів.

Приміром, все джерел живлення, які були доступні до недавнього часу, мали занадто велику вагу і давали занадто мало енергію для того, щоб утримувати апарати в повітрі деякий час. Тепер же дослідники використовують легші і енергоємніші батареї, зроблені на основі літію.


Давай роздрукуємо літак!Іншим, ще складнішим завданням, було конструювання крил для таких літальних приладів. Цей процес вимагає неймовірної точності, і до недавнього часу він займав велику кількість часу. Іноді на створення одного крила йшло декілька днів! І багато ранніх проектів вимагали особливо копіткої роботи над кріпленнями, за допомогою яких крила кріпилися до основи. Та і сама робота по збору конструкцій була дуже довгою і стомливою.

Несподівано на допомогу конструкторам прийшло те, що ще зовсім нещодавно вважалося областю наукової фантастики. Йдеться про так званих 3D принтерах (пристроях, що використовують метод створення фізичного об'єкту на основі віртуальної 3D-модели). Тепер же, завдяки технології, використовуваній в 3D принтерах, дослідники і винахідники можуть впродовж декількох хвилин виготовити цілком придатні для орнітоптерів крила. І зараз ця технологія щосили використовуються ними для розпечатування ніжних, напівпрозорих крил для механічних комах.

А з чого ж друкують крила? Відомо, що в 3D принтерах використовується технологія пошарового створення (вирощування) твердого об'єкту. Таким чином, ці пристрої здатні роздруковувати об'єкти з металу, скла, пластика, або навіть цукру і картоплі пюре! Крила ж для наймініатюрнішого орнітоптера були роздруковані з полиЕфирной плівки натягнутої на основу, виготовлену з вуглецевої нитки. Здолавши цей бар'єр, який заважав нашим експериментам, ми отримали можливість проводити усеосяжне дослідження здатності крил різних форм і розмірів піднімати об'єкти в повітря і утримувати їх там деякий час. При цьому ми експериментуємо і з крилами, які імітують форму крил реальних комах, - підсумували своє інтерв'ю журналу Штучне життя конструктори.