Вдохновленные скромной пчелой, исследователи робототехники из Массачусетского технологического института (MIT) разработали воздушного робота размером с насекомое с переработанной системой крыльев, который может летать до 1000 секунд, что в 100 раз дольше, чем любой аналогичный робот, которого мы видели в прошлом.

Роботы весят менее грамма и имеют крылья, которые могут взмахивать крыльями, что не только продлевает время полета, но и увеличивает их маневренность - достаточно, чтобы делать сальто и чертить в воздухе символ бесконечности. Их средняя скорость составляет 11,8 дюймов в секунду (30 сантиметров в секунду), что быстрее, чем у плодовых мух.

Микроробот важен, потому что он может обеспечить точный способ искусственного опыления растений на многоэтажных складах, что позволит крупномасштабно выращивать фрукты и овощи в закрытых помещениях и уменьшит потребность в огромных сельскохозяйственных угодьях.


За последние несколько лет численность пчел сократилась на миллионы, если не на миллиарды, по всему миру из-за сурового воздействия пестицидов и потери среды обитания. Недавнее исследование, проведенное в этом году, показало, что более 200 коммерческих пчеловодов в Соединенных Штатах сообщили о потере в среднем более 50% своих популяций пчел, что оценивается в более чем 139 миллионов долларов.

Итак, как можно построить лучшего робота-пчелу? Предыдущая конструкция имела восемь крыльев, расположенных по два. Было обнаружено, что крылья были устроены таким образом, что при взмахах они обдували друг друга воздухом, уменьшая подъемную силу.

Команда обновила свой подход, сократив количество крыльев с восьми до четырех. Это не только стабилизирует крылья и улучшает их способность отрывать подпрограмму от земли, но и освобождает место для большего количества электронных компонентов.


Крылья соединены с точно собранными приводами, которые действуют как искусственные мышцы и генерируют энергию, заставляя крылья взмахивать.

Мягкие приводы, используемые в этих крыльях, сделаны из слоев эластомера, зажатых между тонкими электродами из углеродных нанотрубок, свернутых в цилиндр — своего рода искусственную мышцу. Когда эти мышцы быстро сжимаются и удлиняются, они создают механическую силу, заставляющую крылья взмахивать крыльями.


Каждый робот занимает площадь в 1,575 дюйма и имеет только четыре крыла вместо восьми, как в предыдущих конструкциях микророботов.

Улучшенная конструкция гарантирует, что эти искусственные мышцы будут испытывать меньшую нагрузку во время высокочастотных движений. Кроме того, шарнир был удлинен, чтобы лучше выдерживать давление взмахов крыльев. Каждый робот может быть размещен на квадратном пространстве размером 4x4 см (1,575x1,575 дюйма).


Модернизированные микророботы уже способны кувыркаться и точно отслеживать траекторию, как, например, буквы M-I-T, которые можно увидеть на снимках с многократной экспозицией.

Эти изменения позволяют микророботу летать до 17 минут за раз, двигаясь быстрее, чем любая предыдущая конструкция, и выполняя перекаты тела и двойное сальто. Это означает, что они могут эффективно прикрывать намеченные траектории полета и совершать точные маневры.


Эти роботы однажды смогут помочь с задачей, которую традиционно выполняют пчелы по опылению растений по выращиванию фруктов и овощей.

Исследователи полагают, что есть возможности для дальнейшего совершенствования этих микросамолетов: использование новых конструкций позволит увеличить время полета до 10 000 секунд; установка аккумуляторов и датчиков в освободившееся за счет уменьшения количества крыльев пространство; и повышение точности полета, чтобы они могли взлетать и приземляться из центра цветов. Это позволяет использовать целый ряд приложений за пределами лаборатории, включая механическое опыление на вертикальных фермах.