Летающие роботы имеют много преимуществ перед наземными роботами, но они, очевидно, не очень энергоэффективны. Новый экспериментальный робот решает эту проблему, используя механизм с помощью крыльев, позволяющий прыгать, а не ходить или летать в традиционном смысле. Разработанный группой ученых из Массачусетского технологического института, Университета Гонконга и Городского университета Гонконга (который ранее разработал Hopcopter), робот весит менее 1 грамма и имеет высоту чуть более 5 сантиметров (2 дюйма).
Он оснащен вертикально расположенным подпружиненным шестом из углеродного волокна, который прыгает как пого-палка. На верхней части тела у него четыре хлопающих крыла, напоминающих насекомых, которые приводятся в движение искусственными мышцами с электрическим управлением. В настоящее время робот подключен к внешнему источнику питания и управляется внешней системой отслеживания движения.
Когда робот впервые падает на землю, пружины его ног сжимаются при ударе, сохраняя энергию.
Когда пружина восстанавливается, высвобождается энергия, подталкивающая робота в воздух. Взмахи крыльев робота обеспечивают дополнительную подъемную силу, позволяя ему подпрыгивать на высоту до 20 сантиметров (7,9 дюйма), перемещаясь вбок со скоростью до 30 сантиметров (11,8 дюйма в секунду). Несмотря на это, он по-прежнему потребляет гораздо меньше энергии, чем при полете на крыльях.
В верхней части прыжка система отслеживания движения определяет следующую точку приземления робота, включая ее угол и тип местности. Алгоритм управления, подключенный к компьютеру, затем рассчитывает скорость и угол, необходимые роботу для приземления в этой точке, чтобы успешно совершить следующий прыжок.
Таким образом, крылья используются для корректировки направления самолета при его снижении, чтобы обеспечить соблюдение этих стандартов. Таким образом, робот может легко преодолевать препятствия и преодолевать различные пересеченные или наклонные местности, которые обычно являются трудными для колесных или шагающих роботов. До сих пор он успешно преодолевал траву, лед, мокрое стекло, неровную почву и даже динамически наклоняющиеся плиты. В то же время испытания показали, что робот потребляет на 64% меньше энергии, чем традиционные роботы-дроны, чтобы пролететь такое же расстояние.
Поскольку робот настолько энергоэффективен, ученые теперь планируют оснастить его встроенной батареей и системой отслеживания движения. Он также может быть оснащен дополнительными датчиками, которые в будущем могут быть использованы для таких задач, как поиск выживших на местах катастроф или исследование опасной среды.
Исследование возглавляли Исюань Сяо, Суннань Бай и Чжунтао Гуань, а их статья была недавно опубликована в журнале Science Advances. Вы можете увидеть, как устройство прыгает на видео ниже.