Створений робот-жук, який працює на метанолі

Ні для кого не секрет, що одним з найбільш серйозних обмежень для роботів є харчування. Більшості роботів його потрібно багато, і воно повинно звідкись надходити, причому зазвичай це акумулятор, оскільки інших хороших варіантів не так багато. Акумулятори, однак, відомі своєю низькою щільністю енергії, і чим менше робот, тим більшою проблемою це стає. До того ж для перетворення енергії, запасеної в акумуляторі, в корисну роботу необхідні перетворювачі, що теж проблема для невеликих роботів.

У статті, опублікованій на цьому тижні в журналі Science Robotics, дослідники з університету Південної Каліфорнії в Лос-Анджелесі розповіли про чотириногого роботі RoBeetle масою 88 мг, який працює на метанолі. Енергія рідкого палива використовується для руху без перетворення в електрику.

Корпус RoBeetle є паливний бак квадратної форми, який можна заповнити метанолом через впускний отвір, використовуючи шприц. Задня пара ніг зафіксована, а передня подпружинена і прикріплена до трансмісії, яка переміщує їх одночасно. У конструкцію RoBeetle включена «штучна м’яз», яка нагрівається в результаті каталітичного окислення парів метанолі, що надходять через отвори в рухомий заслінки. По суті, це тонкий провід з нікелево-титанового сплаву, покритий шаром платини, що грає роль каталізатора. Зростаючи, «м’яз» призводить в рух передні ноги і закриває заслінку. За відсутності парів метанолу реакція припиняється, провід остигає і стискається. Це призводить до відкриття заслінки і цикл повторюється. Наочно процес показаний у відеоролику. Максимальна швидкість руху становить 0,76 мм/с, а однієї заправки вистачає на 155 хвилин. До речі, невеликий вітерець прискорює рух, сприяючи реакції.

Корисне навантаження RoBeetle може досягати 230 мг, чого цілком достатньо, скажімо, для пасивних датчиків, але, насправді, робот не має практичного застосування, оскільки він рухається безперервно, поки не спорожніє паливний бак, і тільки прямо. Крім того, незважаючи на дуже високу питому енергію метанолу, це надзвичайно ефективний спосіб харчування робота з розрахункової наскрізний ефективністю всього 0,48%. Однак RoBeetle є наочною демонстрацією того, як можна створити робота настільки маленького, що для нього в принципі не підходить акумуляторне харчування. Справа в тому, що найлегша наявна в продажу акумуляторна батарея, здатна забезпечити достатньо енергії для нагріву актуатора, важить близько 800 мг, що на порядок перевищує масу RoBeetle. З цієї точки зору ефективність RoBeetle насправді досить висока. Джерело