Motoarele alimentate de ioni transportă în prezent sateliți în afara sistemului nostru solar, dar aici, pe Pământ, această propulsie futuristă ar putea alimenta roboți în miniatură.
Daniel Drew, student în inginerie la Universitatea din California, Berkeley, s-a inspirat să studieze roboți în miniatură din ficțiunea științifică pe care a devorat-o ca un copil.
Roboții miniaturi inspirați de insecte ar putea fi folosiți într-o zi pentru a căuta spații limitate pentru supraviețuitorii după un dezastru, pentru a monitoriza calitatea aerului și chiar pentru a completa ca polenizatori insectele din viața reală care au fost șterse dintr-o zonă.
„Imaginați-vă o lume în care ne-am putea atinge de aportul senzorial al fiecărei insecte de pe Pământ”, a spus Drew. „Acesta este tipul de date de înaltă rezoluție pe care le putem obține”.
Dar, la fel de bine că aceste prototipuri bioinspirate păreau să funcționeze, a spus Drew, s-au confruntat cu o problemă cu care inspirațiile lor din viața reală nu s-au confruntat - energia. Spre deosebire de o insectă, un robot în miniatură are nevoie de o sursă de energie și asta înseamnă de obicei o baterie de un fel. Însă bateriile pot ajunge doar atât de mici, iar introducerea unei baterii mai mari și mai puternice pe un microrobot înseamnă că întregul robot trebuie să se mărească, învingând scopul.
Drew a spus, totuși, că consilierul său a considerat că o soluție vintage ar putea rezolva această dilemă modernă - propulsoarele de ioni. Revenind la experimentele pionierului Robert Goddard, aceste motoare exploatează efectul electrostatic simplu cunoscut majorității oamenilor care au scos șosetele lipite între ele din uscător. În esență, propulsia ionică funcționează prin tragerea unui electron într-o cameră umplută cu un gaz de un fel. Când lovește un atom de gaz, acel electron blochează un electron de pe atom, făcându-l încărcat pozitiv. O grilă încărcată negativ lângă capătul camerei atrage apoi acel atom din propulsor. Forța acelui atom care zboară propulsorul propulsează ambarcațiunile sale înainte.
Această forță este la fel de mică ca un atom, iar propulsoarele cu ioni palid în comparație cu puterea combustibilului sau a motoarelor alimentate cu baterii. Încercările de a mări propulsoarele cu ioni pentru a le face ca motoarele din Star Wars sau chiar să funcționeze cu hoverboard-uri nu au reușit din cauza cât de slabă este forța. Motoarele cu ioni au fost retrogradate în vidul spațiului, unde sateliții care le folosesc nu au rezistență la aer și eficiența contează mai mult decât viteza.
Drew și-a dat seama însă că, pentru toate defecțiunile lor la nivel macro, tunurile cu ioni ar putea face minuni la microscop.
El a proiectat versiuni la scară mică de propulsoare ionice și a început să lucreze pentru a le integra în roboți în miniatură. Aceste „ionocrafturi” au aproximativ o jumătate de centimetru pătrat și zboară printr-o legătură. Versiunile viitoare ar putea folosi baterii mici la bord pentru a ajunge până la 10 minute de zbor, iar Drew speră să le vadă să devină și mai eficiente. El și-a demonstrat unul dintre roboții săi la o conferință, luna trecută, la Montreal, Canada. În prezent, ambarcațiunile nu pot fi direcționate, dar Drew și echipa sa sunt capabile să-și controleze altitudinea, făcându-l asemănător cu un quadcopter de bază cu cele patru motoare ale sale, spune el. Datorită lipsei de piese în mișcare și de propulsie silențioasă, Drew spune că spectatorii au descris ionocraftul ca fiind „înfricoșător” și „ca un OZN”.
Drew lucrează acum la îmbunătățirea puterii asupra microrobotilor săi pentru a-i face să se miște mai repede și mai puternic, precum și să se gândească la modul în care aceste ionocrafturi vor fi conduse într-o zi și chiar la modul în care oamenii vor interacționa psihologic cu aceste dispozitive încep să intre în viața de zi cu zi. . El preconizează simulări VR care să împerecheze oamenii cu un roi al acestor microroboturi pe care le-ar putea întâlni.
"Microrobotica este un domeniu atât de tânăr", a spus Drew. „Trebuie să împingeți fiecare aspect al acestuia pentru a progresa.”
O versiune anterioară a acestui articol afirma incorect că ionocraftul zboară prin baterie. În prezent, ambarcațiunile sunt conectate la o sursă de alimentare, dar versiunile viitoare pot utiliza alimentarea bateriei. Smithsonian.com regretă eroarea.
