Двигатели, задвижвани от йони, в момента носят сателити извън нашата слънчева система, но тук на Земята това футуристично задвижване може да захранва миниатюрни роботи.
Даниел Дрю, студент по инженерство в Калифорнийския университет в Бъркли, се оказа вдъхновен да изучава миниатюрни роботи от научната фантастика, която поглъщаше като дете.
Миниатюрни роботи, вдъхновени от насекоми, някой ден могат да бъдат използвани за търсене на затворени пространства за оцелели след бедствие, наблюдение на качеството на въздуха и дори попълване като опрашители за реални насекоми, които са изтрити от дадена зона.
„Представете си свят, в който бихме могли да влезем в сензорния принос на всяко насекомо на Земята“, каза Дрю. „Това е видът на данните с висока разделителна способност, който можем да получим.“
Но както изглежда, че тези прототипи за биоинспириране вероятно работят, Дрю каза, че те изпаднаха в проблем, с който вдъхновенията им в реалния живот не са изправени - енергия. За разлика от насекомото, миниатюрен робот се нуждае от източник на енергия и това обикновено означава батерия от някакъв вид. Но батериите могат да станат само толкова малки, а поставянето на по-голяма, по-мощна батерия на микроробот означава, че целият робот трябва да стане по-голям, побеждавайки целта.
Дрю каза, че неговият съветник смята, че винтидж решение може да реши тази съвременна дилема - йонни тласкачи. Датирайки експериментите на ракетния пионер Робърт Годард, тези двигатели използват простия електростатичен ефект, познат на повечето хора, които са издърпали чорапи, залепени заедно от сушилнята. По същество йонното задвижване работи, като стреля електрон в камера, пълна с газ от някакъв вид. Когато удари атом на газа, той избива електрон от атома, правейки го положително зареден. След това отрицателно заредена решетка в края на камерата извлича този атом от тягата. Силата на този атом, който излита на тяга, задвижва своя кораб напред.
Тази сила обаче е толкова малка, колкото атом, а йонните тласкачи бледнеят в сравнение с мощността на двигателите, работещи с гориво или батерии. Опитите за мащабиране на йонните тласъци, за да ги направят като двигателите в „Междузвездни войни“ или дори да работят с ховърбордове, бяха неуспешни поради това колко слаба е силата. Йонните двигатели са изведени във вакуума на космоса, където сателитите, които ги използват, не са изправени пред съпротивление от въздуха и ефективността има значение повече от скоростта.
Но Дрю разбра, че при всичките си грешки на макроразряда, йонните дросели могат да вършат чудеса на микромащаба.
Той проектира малки мащабни версии на йонни дросели и започна да работи за интегрирането им в миниатюрни роботи. Тези „ионократи“ са приблизително половин инч квадратни и летят чрез тетър. Бъдещите версии може да използват малки вградени батерии, за да получат до 10 минути полет, а Дрю се надява те да станат още по-ефективни. Той демонстрира един от своите роботи на конференция миналия месец в Монреал, Канада. В момента корабът не може да бъде управляван, но Дрю и неговият екип са в състояние да контролират височината му, което го прави сходен с основен квадрокоптер с четирите си двигателя, казва той. С липсата на движещи се части и безшумно задвижване, Дрю казва, че зрителите са описали йонокрака като „призрачен“ и „като НЛО“.
Дрю работи за подобряване на тягата на своите микророботи, за да ги накара да се движат по-бързо и по-мощно, както и да мисли как тези йонократи ще се управляват един ден и дори как хората ще взаимодействат с тях психологически, тъй като тези устройства започват да влизат в ежедневието, Той предвижда VR симулации, които да сдвоят хората с рояк от тези микророботи, които човек може да срещне.
„Микророботиката е толкова младо поле“, каза Дрю. „Трябва да натиснете върху всеки аспект от него, за да постигнете напредък.“
По-ранна версия на тази статия неправилно заяви, че йонократът лети чрез батерия. В момента плавателните съдове са свързани към източник на енергия, но бъдещите версии могат да използват захранване на батерията. Smithsonian.com съжалява за грешката.
