”чЄные получили энергию от тел жуков-киборгов


www.membrana.ru




∆уки, задействованные в эксперименте, достигали двух сантиметров в длину (фото Ethem Erkan Aktakka).

»сследователи на практике вы€снили, сколько электричества можно получить от взмахов крыльев жуков. “акой сбор энергии пригодитс€ дл€ питани€ миниатюрных сенсоров, переносимых самими насекомыми.

ѕо меньшей мере в трЄх университетах —Ўј вот уже несколько лет работают над превращением жуков в летающих киборгов. »нтегрированна€ электроника (камеры, микрофоны, датчики веществ) позволила бы таким создани€м выступать в роли незаметных разведчиков, инспекторов окружающей среды и так далее.

¬ 2009 году учЄные впервые добились произвольно контролируемого полЄта живого жука, выполн€вшего команды оператора, словно радиоуправл€ема€ модель. Ќо электроника, которую насекомое тащило на спине, питалась от крошечной батарейки, а это не позвол€ло рассчитывать на длительное применение киборга в поле. ¬от если бы жук ещЄ сам себ€ подзар€жалЕ



ѕрежде чем монтировать генераторы на самого жука, учЄные подвесили насекомое в жЄстком креплении и с помощью тонкой палочки из пьезоэлектрического материала измерили усили€, развиваемые насекомым в разных точках его тела. ѕри этом от движений подопечного удалось сн€ть до 115 микроватт мощности (фото Ethem Erkan Aktakka, University of Michigan).

“еперь профессор ’алил Ќаджафи (Khalil Najafi) и докторант Ётхем Ёркан јктакка (Ethem Erkan Aktakka) из университета ћичигана продемонстрировали решение проблемы.

”чЄные разработали несколько вариантов миниатюрных пьезоэлектрических генераторов, закрепл€емых на спинах животных.  онцы этих упругих балок касаютс€ надкрылий и колеблютс€ вслед за движени€ми жесткокрылых.

¬ роли подопытных выступали зелЄные июньские жуки (Cotinis nitida). јктакка и Ќаджафи поэкспериментировали с разными точками размещени€ генераторов, а также измерили доступные отклонени€ концов балок, развиваемые насекомым усили€ и мощности.

ƒва начальных прототипа, установленные непосредственно на насекомом, позволили сн€ть с него 11,5 и 7,5 микроватта при частоте колебаний крыльев 85-100 герц (жук был закреплЄн в лабораторной установке).

ƒалее был создан улучшенный образец в виде крошечной спирали. ƒл€ него даже была разработана технологи€ производства из монолитного куска пьезоэлектрического материала: тонкую спираль вырезали фемтосекундным лазером.



 аждый испробованный в опыте пьезоэлектрический генератор занимает объЄм в считанные кубические миллиметры и весит доли грамма (фото Ethem Erkan Aktakka, University of Michigan).

ѕоследн€€ модель была испытана на устройстве, имитирующем крыль€ жука. —истема развивала усилие, равное ранее измеренному на живом создании.

Ёта спираль выдала мощность уже в 18,5-22,5 микроватта. јвторы опыта предположили, что размещение на насекомом пары подобных генераторов (по одному на крыло) позволит получать более 45 мк¬т электричества. ¬ дальнейшем экспериментаторы намерены не просто поместить финальный образец на жука, но и испытать его в свободном полЄте.

 роме того, новаторы высчитали, что если подсоединить подобные микрогенераторы напр€мую к летательным мускулам, доступную бортовой электронике мощность можно будет подн€ть ещЄ в дес€ть раз. Ќо это уже иде€ на перспективу, как и снабжение надкрыльев насекомого гибкими солнечными €чейками.



“аким жука-разведчика авторы работы вид€т в отдалЄнной перспективе (иллюстраци€ Ethem Erkan Aktakka).

»тоги проделанной работы подведены в статье в Journal of Micromechanics and Microengineering (дополнительно можно посмотреть описание проекта в PDF-документе).

ƒобавим также, что финансировались эти эксперименты исследовательским агентством ѕентагона DARPA в рамках программы по интеграции микроэлектромеханических систем и насекомых (Hybrid Insect MEMS), стартовавшей в 2006 году.


 лючевые слова:
–оботы
подобные животным
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

–оботы-животные

¬озможно ¬ас заинтересует:

”чЄные получили электричество от улиток-киборгов
”чЄные получили электричество от улиток-киборгов



≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.