Έρευνα

Ιονικό μέγεθος του νομίσματος πετάει χωρίς φτερά, έλικες και κινούμενα μέρη

Φοράμε συνήθως ρομπότ μεγέθους εντόμωνπου έχουν σχεδιαστεί για να μιμούνται βιολογικά έντομα, επειδή τα βιολογικά έντομα θεωρούνται κύριοι της αποτελεσματικής μικρής πτήσης. Αυτά φέρουν mikroapparaty με χτύπημα των φτερών (FMAV) είναι κοντά σε μέγεθος με τα πραγματικά έντομα, και η επίδειξη μερικά από τα ρομπότ το μέγεθος μιας μέλισσας είναι πραγματικά έκπληξη το γεγονός: ότι μπορεί να απογειωθεί, να αιωρείται, και ακόμη και να βουτήξει στο νερό. Ωστόσο, για να δημιουργήσετε ένα μικροσκοπικό ρομπότ με πτερύγια που εκτοξεύουν, τα οποία μπορούν να κινούνται σε όλους τους βαθμούς ελευθερίας που απαιτούνται για τον έλεγχο, είναι αρκετά δύσκολο, απαιτεί πολύπλοκες μηχανικές μεταδόσεις και εξελιγμένο λογισμικό.

Δεν είναι δύσκολο να μαντέψει γιατί βιομιμητικήΗ προσέγγιση είναι προτιμότερη: τα έντομα είχαν αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια για να εργαστούν σε όλες τις κινήσεις και άλλοι τρόποι με τους οποίους υπολογίσαμε πώς να φτιάχνουν τα ρομπότ ανεξάρτητα (δηλαδή τα συστήματα που βασίζονται σε έλικα) δεν ζυγίζονται καλά σε μικρά μεγέθη. Αλλά υπάρχει ένας άλλος τρόπος να πετάξει και αντίθετα με τα φτερά ή τις αεροδυναμικές επιφάνειες, τα ζώα δεν κατάφεραν να το μαντέψουν αυτό: ηλεκτροϋδραυμική ώθηση, η οποία δεν απαιτεί κινούμενα μέρη, μόνο ηλεκτρική ενέργεια.

Μικρό ιονικό

Ηλεκτροhydrodynamic (EHD) κινητήρες πουπου συχνά ονομάζονται κινητήρες ιόντων, χρησιμοποιούν ηλεκτρικό πεδίο υψηλής αντοχής για τη δημιουργία πλάσματος ιονισμένου αέρα. Ιόντα (κυρίως θετικά φορτισμένα μόρια αζώτου) προσελκύονται από ένα αρνητικά φορτισμένο πλέγμα και κατά μήκος του τρόπου που εισέρχονται σε ουδέτερα μόρια αέρα, δίνοντάς τους μια ώθηση από την οποία γεννιέται η ιοντική επιθυμία.

Η ιδέα, στην πραγματικότητα, δεν είναι ιδιαίτερα νέα: Ένα κοινό φαινόμενο είναι γνωστό για μερικές εκατοντάδες χρόνια και για κάποιο χρονικό διάστημα οι άνθρωποι πίστευαν ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε επανδρωμένα αεροσκάφη. Ωστόσο, για να δημιουργήσετε ένα άτομο, θα χρειαστείτε μια απίστευτα μεγάλη δομή εκτοξευτήρων και συλλεκτικών συστοιχιών.

Το 2003, το τεράστιο αεροπλάνο ιόντων πετάξει το ποντίκι Orville, αλλά πέρα ​​από τις όμορφες εικόνες που πήραμε τίποτα. Η τεχνολογία δεν έχει καταστεί πρακτική.

Πριν σας είναι το ioncraft, που είναι σήμεραπου αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. Είναι μικρό - μόνο 2 έως 2 εκατοστά, ζυγίζει 30 mg και άλλα 37 mg είναι ένας υδροσταθεροποιητής (αν και η ενέργεια τροφοδοτείται μέσω του σύρματος). Σε μικρή κλίμακα, η έλλειψη κινούμενων μερών γίνεται ένα σημαντικό πλεονέκτημα, επειδή δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για το πώς να κλιμακώσετε τα μηχανικά στοιχεία, όπως οι μεταδόσεις, κάτω από το σημείο όταν σταματούν να λειτουργούν. Λαμβάνοντας υπόψη το φορτίο του υδροσταθεροποιητή, το ioncraft θα μπορούσε να φτάσει και να επιπλεύσει σε ένα σήμα εισόδου 2000 volt με τάση ελαφρώς κάτω από 0,35 mA.

</ p>

Μαγεία, σωστά; Δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη, πλήρης σιωπή και ιπτάμενο μηχάνημα. Μεγαλύτερες μηχανές στην EHD μπορεί να είναι πρακτικές, αλλά η downscaling τους καθιστά ουσιαστικότερες, αφού οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις δεν εξαρτώνται από την κλίμακα. Αυτό σημαίνει ότι οι μικρές μηχανές έχουν καλύτερη σχέση ώσης προς βάρους, καθώς και απαιτήσεις χαμηλότερης τάσης. Και σε μικρή κλίμακα, το πλεονέκτημα ενός ιοντοσυλλέκτη πάνω σε ένα FMAV παρόμοιων διαστάσεων είναι ότι μπορείτε να αναπτύξετε έναν ελεγκτή με quadro ως σημείο εκκίνησης, αφού ένα ionocraft χρησιμοποιεί τέσσερις προωθητές σε παρόμοια διαμόρφωση Επειδή δεν έχει περιστρεφόμενες προπέλες, δεν μπορεί να εκμεταλλευτεί τη γωνιακή ορμή για να περιστραφεί , ωστόσο, χρησιμοποιεί ένα ενδιαφέρον μοτίβο περιστροφής, αρκεί να έχει περιθώριο ελιγμών.

Όπως και με άλλες μικροσυσκευές που φέρουν,Ένα μεγάλο ζήτημα θα είναι η ικανότητα να εργάζονται αυτόνομα με ένα ωφέλιμο φορτίο. Προς το παρόν, το Ionocraft μεταφέρει το ωφέλιμο φορτίο περισσότερο από το βάρος του, αλλά χρειάζεται μόνο επτά καλώδια για ισχύ, δεδομένα και γείωση. Οι επιστήμονες του Berkeley πιστεύουν ότι η αυτονομία είναι εφικτή.

Τα καλά νέα είναι ότι υπάρχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης. Ποια είναι η γνώμη σας για το μέλλον της μεταφοράς ιόντων; Πείτε μας στο chat μας στο Telegram.