Инженеры создали роботов-светлячков, которые почти не тратят энергию на свечение

Следует отметить, что разработке роботов-светлячков предшествовала разработка мягких приводов, которые могут использоваться как искусственные мышцы для движения крыльев. Они изготовлены из сверхтонких слоев эластомера и электродов из углеродных нанотрубок, скрученных в цилиндр. Под действием напряжения электроды сжимают эластомер, а механическое натяжение заставляет крылья двигаться.

Не пропустите Промышленные экзоскелеты способны снизить физическую нагрузку на 40%: уже есть рабочие прототипы

Как работает электролюминесценция

Для того чтобы заставить искусственные мышцы светиться, инженеры добавили в эластомер электролюминесцентные частицы сульфата цинка. Но сперва им пришлось решить несколько проблем.

Во-первых, они создали не блокирующий свет электрод из прозрачных нанотрубок. Однако частицы цинка светятся только при очень сильном и высокочастотном электрическом поле. Оно возбуждает электроны цинка, которые затем излучают фотоны. Поэтому исследователи применили высокое напряжение для создания сильного электрического поля в мягком приводе, а затем заставили работать на высоких частотах, обеспечивающих яркое свечение.

Обычно электролюминесцентные материалы энергетически очень дороги, но мы получили электролюминесценцию, так сказать, бесплатно, потому что использовали электрическое поле на частоте, необходимой для полета. Не нужны ни новые приводы, ни провода, ничего подобного. Расход энергии на свечение увеличился всего на 3%,
– сказал Кевин Чен, один из разработчиков.

Во-вторых, инженеры обнаружили, что добавление частиц цинка приводит к сокращению срока службы привода. Чтобы избежать этого, они добавили частицы только верхний слой эластомера. Масса устройств выросла на 2,5%, зато свечение закончило оказывать влияние на полетные свойства.

Кроме того, изменяя химический состав частиц цинка, разработчики приобрели разные цвета: зеленый, оранжевый, синий. Каждый привод может иметь свой цвет.

Работы-светлячки в действии: смотрите видео

В дальнейшем авторы изобретения собираются добавить более надежную систему отслеживания движения, чтобы за работами можно было следить в реальном времени. А также система включения и выключения света во время полета.

Читайте на сайте Во Вьетнаме заработали роботизированные перехватчики речного мусора, причем здесь Coldplay

Инженеры давно занимаются конструированием мелких роботов размером с насекомыми с применением разнообразных физических свойств материалов. Так, в прошлом году китайские ученые создали робота-таракана.

Он имеет размеры с торговую марку и способен выдерживать нагрузки в миллионы раз больше, чем он сам. Эта работа также планируется применять в спасательных операциях для поиска людей под завалами и в других местах.