Ученые придумали самого маленького летающего робота
Инженеры Северо-Западного университета в США разработали самого маленького летающего робота. Новый летающий микрочип, или, как называют его разработчики, "микрофлайер" - microflier, микролетун - имеет размеры песчинки. При этом, у него нет двигателя: как и семя кленового "вертолетика", чип несет ветер. Исследование попало на обложку журнала Nature, передает Eurekalert.
Изучая кленовые и другие семена, инженеры оптимизировали аэродинамику микрофлайера: теперь при падении с большой высоты он летит медленно и контролируемо. Такое поведение стабилизирует его полет, обеспечивает рассредоточение по обширной территории и увеличивает время взаимодействия с воздухом. Ученые считают, что подобные роботы идеальны для мониторинга загрязнения воздуха и заболеваний, которые передаются по воздуху.
Так, в частности, на микрофлайер можно поставить датчики, источники питания, антенны беспроводной связи и встроенную память для хранения данных.
"Наша цель состояла в том, чтобы объединить полет и малые электронные системы. Идея в том, что эти возможности позволят нам распространить высокофункциональные миниатюрные электронные устройства для измерения окружающей среды: для мониторинга загрязнения, наблюдения за населением или отслеживания заболеваний", - сказал руководитель разработчиков Джон А. Роджерс из Северо-Западного университета. - В течение миллиардов лет природа создавала семена с очень сложной аэродинамикой. Мы позаимствовали эти концепции дизайна, адаптировали их и применили к платформам электронных схем".
Роджерс и его команда спроектировали и построили множество различных типов микрофлайеров, в том числе микрофлайер с тремя крыльями. Чтобы определить наиболее идеальную структуру, ученые провели полномасштабное компьютерное моделирование того, как воздух обтекает устройство, чтобы имитировать медленное контролируемое вращение.
Получающиеся в результате структуры могут иметь самые разные размеры и формы, некоторые из которых обладают свойствами, которые даже лучше природных. "Мы смогли построить структуры, которые падают по более стабильным траекториям и с более медленными конечными скоростями, чем аналогичные семена, которые можно увидеть на растениях. Мы также смогли построить эти летающие конструкции гораздо меньших размеров, чем те, что встречаются в природе".
Микрофлайеры состоят из двух частей: миллиметровые электронные функциональные компоненты и их крылья. Команда Роджерса показала, что опытные образцы могут собирать данные и передавать по беспроводной сети даже на обычный смартфон. Для примера одно из устройств оснастили датчиками для обнаружения в воздухе твердых частиц. На втором включили датчики pH, которые могут контролировать качество воды, и фотодетекторы для измерения солнечного света.
Роджерс объясняет: можно сбросить с самолета или здания большое количество подобных устройств, они широко рассредоточатся и будут передавать нужные данные. К примеру, контролировать состояние окружающей среды после разлива химикатов или отслеживать загрязнение воздуха на разных высотах. "Большинство технологий мониторинга включают в себя массовые инструменты, которые предназначены для локального сбора данных в небольшом количестве точек, - говорит Роджерс. - Мы предлагаем большое количество миниатюрных датчиков, которые могут быть распределены с высокой пространственной плотностью на больших площадях, чтобы сформировать беспроводную сеть".
Через год в Украине запретят пластик: министр Абрамовский рассказал, что делать бизнесу
При этом, исследователи озаботились и вопросом утилизации "микрофлайеров". Лаборатория Роджерса разрабатывает электронику, которая может безвредно растворяться в воде. Такая уже существует и применяется, к примеру, в создании кардиостимуляторов. "Мы используем физически переходные электронные системы, используя разлагаемые полимеры, компостирующиеся проводники и растворимые интегральные микросхемы, которые естественным образом превращаются в экологически безопасные продукты при контакте с водой", - говорит Роджерс.
По материалам: delo.ua
