Создан прототип летающей робо-мыши

Крошечные летательные аппараты (micro-aerial vehicles, MAV) пользуются большим интересом благодаря их потенциальным областям применения, поскольку в ограниченных пространствах необходима маневренность. А наличие крохотных сенсоров позволяет использовать MAV для обнаружения биологических, химических и радиоактивных веществ, а также в системах слежения и при исследовании обрушившихся зданий. Но из-за своих размеров устройства с традиционным неподвижным крылом или винтокрылой конструкцией имеют низкую маневренность и аэродинамическую эффективность.

Поэтому ученые из Университета Северной Каролины обратились за примером к природе. "Мы пытались как можно точнее следовать природе, поскольку это очень эффективно. И в масштабе MAV природа подсказала нам, что машущий полет — как у летучей мыши — является наиболее эффективным", — говорит Штефан Зеелек (Stefan Seelecke), участник исследования.

Ученые провели подробный анализ костной и мышечной систем летучей мыши перед созданием скелета летучей робо-мыши, используя технологии быстрого макетирования. Скелет в полностью собранном состоянии легко помещается на ладони и весит менее 6 г. Исследователи, на данный момент, завершили изготовление и монтаж суставов, мускулатуры и мембраны крыла для летающей робо-мыши, все это позволит роботу летать также эффективно, как это делают живые летающие мыши.

Ключевой идеей в этой разработке является использование "умных" материалов, утверждают разработчики. Они используют высокоэластичный металлический сплав с эффектом памяти для суставов. Этот материал обеспечивает движение во всех направлениях, но он всегда возвращается в исходное положение — за этой функцией у живой летучей мыши стоит множество крошечных костей, хрящей и сухожилий.

Зеелек поясняет, что исследовательская группа также применила "умные" материалы и для мышечной системы. Был задействован сплав, который реагирует на тепло от электрического тока. Тепло приводит в действие нити размером с человеческий волос, заставляя их сокращаться, как металлические мышцы. Во время сокращения мощные мышечные волокна меняют свое электрическое сопротивление, которое может быть легко измерено, обеспечивая одновременно и действие, и сенсорный вход. Такая двойная функциональность поможет снизить массу летучей робо-мыши и позволит роботу оперативно реагировать на меняющиеся условия, такие как порыв ветра.

В дополнение к созданию инструмента наблюдения с весьма реальными практическим приложениями, робо-мышь может также помочь расширить понимание аэродинамики. "Это позволит проводить тесты, где мы можем контролировать все переменные, и в результате дать нам полное понимание аэродинамики машущего полета", — полагает Зеелек.