Motory poháněné ionty v současné době přenášejí satelity mimo naši sluneční soustavu, ale zde na Zemi by tento futuristický pohon mohl pohánět miniaturní roboty.
Daniel Drew, student strojírenství na Kalifornské univerzitě v Berkeley, se ocitl inspirován studiem miniaturních robotů ze sci-fi, kterou žral jako dítě.
Miniaturní roboti inspirovaní hmyzem by mohli být jednou použiti k prohledání stísněných prostor pro přeživší po katastrofě, k monitorování kvality ovzduší a dokonce k vyplnění jako opylovače pro skutečný život hmyzu, který byl vymazán z oblasti.
„Představte si svět, ve kterém bychom se mohli napojit na smyslový vstup každého jediného hmyzu na Zemi, “ řekl Drew. "To je druh dat s vysokým rozlišením, které můžeme získat."
Ale stejně jako se zdálo, že tyto bioinspirované prototypy pravděpodobně fungují, Drew řekl, že narazili na problém, kterému jejich inspirace v reálném životě nečelily - energii. Na rozdíl od hmyzu potřebuje miniaturní robot zdroj energie, což obvykle znamená nějakou baterii. Baterie však mohou být tak malé a vložení větší a výkonnější baterie na mikrorobot znamená, že se musí celý robot zvětšovat a překonat účel.
Drew uvedl, že jeho poradce si však myslel, že toto moderní dilema vyřeší vintage řešení - iontové trysky. Tyto motory, které se datují od experimentů s průkopníkem raket Robertem Goddardem, využívají jednoduchý elektrostatický efekt známý pro většinu lidí, kteří vytáhli ponožky přilepené k sobě ze sušičky. V podstatě iontový pohon funguje tak, že střílí elektron do komory naplněné nějakým plynem. Když zasáhne atom plynu, tento elektron srazí elektron z atomu, čímž je pozitivně nabitý. Záporně nabitá mřížka blízko konce komory pak tento atom vytáhne z paliva. Síla tohoto atomu letícího z pohonu poháněla jeho plavidla dopředu.
Tato síla je však stejně malá jako atom a iontové pohony jsou bledé ve srovnání s výkonem motorů poháněných palivem nebo bateriemi. Pokusy o zvětšení iontových pohonů, které by je přivedly jako motory ve hvězdných válkách nebo dokonce pracovat s hoverboardy, byly neúspěšné kvůli slabé síle. Iontové motory byly odsunuty do vakua vesmíru, kde satelity, které je používají, čelí žádnému odporu ze vzduchu a nezáleží na efektivitě než rychlosti.
Ale Drew si uvědomil, že i přes všechny své chyby na makrozměnce mohou iontové trysky na mikroskopické stupnici dělat zázraky.
Navrhl malé verze iontových pohonů a začal pracovat na jejich integraci do miniaturních robotů. Tato „ionocraft“ jsou zhruba půl centimetrů čtverečních a létají přes postroj. Budoucí verze mohou používat malé palubní baterie k získání až 10 minut letu a Drew doufá, že se stanou ještě efektivnějšími. Jeden z jeho robotů předvedl na konferenci minulý měsíc v kanadském Montrealu. V současné době nemůže být plavidlo řízeno, ale Drew a jeho tým jsou schopni ovládat jeho nadmořskou výšku, takže se podobají základní kvadrokoptéře se svými čtyřmi motory, říká. S nedostatkem pohyblivých částí a tichým pohonem Drew říká, že diváci popsali ionocraft jako „strašidelné“ a „jako UFO“.
Drew nyní pracuje na zlepšení tahu na své mikroroboty, aby se pohybovaly rychleji a výkonněji, a také přemýšlel o tom, jak budou tyto ionocrafty řízeny jednoho dne a dokonce o tom, jak s nimi budou psychologicky interagovat lidé, jakmile tato zařízení začnou vstupovat do každodenního života . Představuje si simulace VR, které spojí lidi s rojem těchto mikrorobotů, s nimiž se člověk může setkat.
„Mikrorobotika je takové mladé pole, “ řekl Drew. "Musíte dosáhnout všech aspektů, abyste dosáhli pokroku."
Předchozí verze tohoto článku nesprávně uvedla, že ionocraft letí přes baterii. V současné době jsou plavidla přivázána ke zdroji energie, ale budoucí verze mohou využívat energii baterie. Smithsonian.com lituje chyby.
