Разработка стимул-чувствительных полимеров, открыла массу возможностей для создания небольших роботов нового поколения с мягким телом, управляемых по беспроводной связи. Уже некоторое время инженеры используют эти материалы для создания маленьких роботов, которые могут ходить, плавать и прыгать. Но до сих пор никому не удалось заставить их летать.
Эту проблему пытаются сейчас решить исследователи из группы Light Robots Университета Тампере. Они разработали новый дизайн для своего проекта под названием FAIRY (фея) — летающие аэророботы на основе светочувствительных материалов. Миниатюрный робот-фея летает за счет силы ветра и управляется светом.
На создание робота исследователей вдохновили семена одуванчика. Но искусственное семя превосходит свои природные аналоги. Оно оснащено мягким приводом, изготовленным из светочувствительного жидкокристаллического эластомера. Возбуждаемый светом, привод вызывает открывание и закрывание щетинок.
Искусственная фея управляется светом
Искусственная фея имеет несколько биомиметических особенностей. Благодаря высокой пористости (0,95) и легкой (1,2 мг) структуре она может легко парить в воздухе, направляемая ветром. Более того, стабильная генерация отдельных вихревых колец позволяет ей путешествовать на большие расстояния.
Свет можно использовать для изменения формы крошечной структуры, похожей на семена одуванчика. Фея может адаптироваться к направлению и силе ветра, изменяя свою форму. Световой луч также можно использовать для управления взлетом и посадкой.
Потенциальные возможности применения в сельском хозяйстве
В будущем исследователи сосредоточатся на улучшении чувствительности материала, чтобы устройство могло работать при солнечном свете. Кроме того, они увеличат размер феи, чтобы она могла нести микроэлектронные устройства, такие как GPS и датчики, а также биохимические соединения.
Маленький робот может стать важным шагом к решению проблемы искусственного опыления.
В будущем миллионы искусственных семян одуванчика, несущих пыльцу, смогут свободно распространяться ветром, а затем направляться светом к определенным участкам с деревьями, ожидающими опыления.
Это крайне важно, поскольку потеря опылителей из-за глобального потепления стала серьезной угрозой для биоразнообразия и производства продуктов питания.
Проблемы еще предстоит решить
Тем не менее, предстоит решить ещё множество проблем. Например, непонятно, как точно контролировать место приземления, как повторно использовать устройства и сделать их биоразлагаемыми? Решение этих вопросов требует тесного сотрудничества с учеными-материаловедами и людьми, работающими над микроробототехникой.
Проект FAIRY стартовал в сентябре 2021 года и продлится до августа 2026 года.