За тяхната изкуствена фея Хао Зенг и Джиенфън Янг се вдъхновяват от семена от глухарче.
Разработването на реагиращи на стимули полимери доведе до изобилие от възможности, свързани с материалите, за следващо поколение малки, безжично управлявани роботи с меко тяло. От известно време инженерите знаят как да използват тези материали, за да направят малки роботи, които могат да ходят, плуват и скачат. Но досега никой не беше успял да ги накара да летят.
Изследователи от групата Light Robots от университета в Тампере проучват как да накарат „интелигентния материал“ да лети.
Хао Зенг, научен сътрудник на Академията и ръководител на групата, и Джанфенг Янг, докторант, излязоха с нов дизайн за техния проект, наречен FAIRY—Flying Aero-robots.
Те са разработили робот, сглобен от полимери, който лети от вятъра и се управлява от светлината.
„Вдъхновен от естествените си аналози, той е снабден с мек задвижващ се механизъм. Този механизъм е направен от реагиращ на светлина течнокристален еластомер, който предизвиква отварящи или затварящи действия при възбуждане от видима светлина“
обяснява Хао Зенг.
Управление
Изкуствената фея има няколко биомиметични характеристики. Поради високата си порьозност (0,95) и леката структура (1,2 mg), тя може лесно да се носи във въздуха, насочвана от вятъра. Нещо повече, стабилното генериране на разделени вихрови пръстени позволява пътуване на дълги разстояния с помощта на вятъра.
„Феята може да се захранва и контролира от източник на светлина, като лазерен лъч или светодиод“
казва Зенг.
Това означава, че светлината може да се използва за промяна на формата на малката структура, подобна на семе от глухарче.
Светлинен лъч може също да се използва и за управление на действията при излитане и кацане на полимерния възел.
Потенциални възможности за приложение в селското стопанство
След успеха на проекта, изследователите ще се съсредоточат върху подобряването на чувствителността на материала.
Също така те ще увеличат мащаба на структурата, така че да може да носи микро-електронни устройства като GPS и сензори, както и биохимични съединения.
Според Зенг има потенциал за още по-значими приложения.
„Звучи като научна фантастика, но експериментите за доказване на концепцията, включени в нашето изследване, показват, че роботът, който разработихме, осигурява важна стъпка към реалистични приложения, подходящи за изкуствено опрашване“
казва той.
В бъдеще милиони изкуствени семена от глухарче, носещи цветен прашец, могат да се разпръскват свободно от естествени ветрове и след това да се насочват от светлина към определени зони с дървета, очакващи опрашване.
„Това би имало огромно въздействие върху селското стопанство в световен мащаб, тъй като загубата на опрашители поради глобалното затопляне се превърна в сериозна заплаха за биоразнообразието и производството на храни“
казва Зенг.
Предизвикателствата, за които престои решение
Първо обаче трябва да се решат много проблеми. Например, как да контролирате точно мястото за кацане и как да използвате повторно устройствата и да ги направите биоразградими? Тези проблеми изискват тясно сътрудничество с учени по материали и хора, работещи по микророботика.
Проектът FAIRY стартира през септември 2021 г. и ще продължи до август 2026 г.