Ein von der Natur inspirierter Roboter verwendet das Wasser, in dem er schwimmt, um ein Treibmittel zu erzeugen und in den Flug zu starten.
Der Hybridroboter, der nach dem Start 26-Meter-Sprünge aus dem Wasser machen kann, kann verwendet werden, um Wasserproben in verschmutzten Umgebungen zu sammeln oder die Auswirkungen einer Überschwemmung zu verstehen.
Das Gerät, das in der Lage ist, vom "schwebenden" in den Flugmodus zu wechseln, ist in diesen Situationen ideal, benötigt jedoch normalerweise zu viel Energie, was für kleine Systeme schwierig zu erhalten ist.
Heute haben Forscher vom Imperial College London ein System erfunden, das nur 0.2 Gramm benötigt Calciumcarbid. Der einzige bewegliche Teil des gesamten Roboters ist eine kleine Pumpe, die das Wasser absaugt und in eine Brennkammer befördert.
Wasser und Calciumcarbid verbinden sich somit in der Brennkammer und erzeugen ein brennbares Acetylengas. Die Expansion dieses Gases "schießt" den Roboter wie einen Strahl vom Wasser weg.
Die Details der Forschung wurden in Science Robotics veröffentlicht.
Der Dr. Mirko Kovac, Direktor des Aerial Robotics Laboratory am Imperial College und Leiter der Forschung, sagt: „Der Übergang von Wasser zu Luft ist ein intensiver Prozess, der im kleinen Maßstab für Flugzeuge, die unbedingt leicht sein müssen, nur schwer zu erreichen ist. Wir haben chemische Elemente verwendet, die mit Wasser reagieren, um die Ausrüstung (und das Gewicht) des Flugzeugs zu reduzieren. Das Wasser selbst wirkt wie ein Kolben, und wir haben einen vollständigen Verbrennungszyklus mit nur einem beweglichen Teil erstellt. “
Die Tests
Das Team testete den Hybridroboter im Labor, in einem See und in einem Wellenbecken und beobachtete, wie die Reaktion und der Flug auch unter extremen Bedingungen ablaufen, wobei die Beanspruchungen sogar 25-mal stärker sind als das Gesamtgewicht des Geräts (160 Gramm).
Bevor Sie Ihren Wassertank auffüllen Roboter Er kann den 26-Meter-Miniflug mehrmals wiederholen. Eine Möglichkeit, relativ lange Strecken ohne Strom und ohne den Energieverbrauch viel komplexerer Lösungen zurückzulegen.
Das Team arbeitet mit den Eidgenössischen Laboratorien für Technologie und Materialwissenschaften (EMPA) zusammen, um neue Fahrzeuge nach dem gleichen Prinzip zu bauen und mit verschiedenen Materialien und Szenarien (wie Ozeanölplattformen oder Korallenriffen) zu experimentieren.
Raphael Zufferey, Mitautor der Studie, sagt: "Diese Art von schnurlosem Roboter kann in schwer zu überwachenden Umgebungen sehr nützlich sein."
Dies ist ein Job für einen Fisch mit Flügeln!
Wissenschaftliche Referenzen:
- R. Zufferey, A. Ortega Ancel, A. Farinha, R. Siddall, SF Armanini, M. Nasr, RV Brahmal, G. Kennedy und M. Kovac. Aufeinanderfolgendes Wasserspringen mit wasserreaktivem Kraftstoff. Wissenschaft Robotics, 2019 DOI: 10.1126 / scirobotics.aax7330
