Исследовательская группа из лаборатории микробиоробототехники (MICROBS) Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL, Швейцария) разработала «звуковой двигатель», который использует резонансную частоту напечатанной на 3D-принтере полости особой формы, чтобы «накачать энергией» воздух внутри неё и использовать его для создания тяги. Затем исследователи напечатали на 3D-принтере два небольших дрона, приводимых в движение звуком.
Звуковые волны определённых частот заставляют молекулы воздуха в этих объектах колебаться гораздо сильнее, после чего они выбрасываются через специально спроектированное сопло в виде концентрированной струи.
«Вместо того чтобы толкать устройства звуковыми волнами, мы создали акустические резонаторы, настроенные на использование звука определённых частот для создания направленной тяги и управляемого движения», — рассказал изданию руководитель MICROBS Сельман Сакар. «Наша работа демонстрирует возможность превращения простой, остроумно спроектированной механической детали в роботизированную материю».
Команда создала три практических применения «двигателя». Одно из них — лодка, использующая три резонатора: один расположен в корме лодки и настроен на 540 Гц для движения, а два других — по бокам для навигации. Два других применения — микролетательные аппараты, или крошечные летающие машины, питающиеся ультразвуковыми частотами.
Первый микролетательный аппарат имеет три полости, все обращены вниз, что позволяет ему взлетать с земли, как ракета. Второй летательный аппарат имеет три лопасти, соединённые в центральной точке, как ротор вертолёта; основание каждой лопасти оснащено резонатором, направленным назад. Когда на резонаторы подаётся точная частота, которая приводит их в действие, они создают тягу, позволяющую лопастям вращаться со скоростью более 12 000 об/мин, и заставляют всю конструкцию зависать в воздухе. Обратите внимание: ультразвуковые частоты не слышны человеку, поэтому эти устройства могут зависать практически бесшумно.
Хотя это не совсем то же самое, что чип-вентилятор xMEMS, он работает по тому же принципу — использует вибрирующие молекулы воздуха для создания воздушного потока. Основное различие здесь в том, что чип-вентилятор использует ультразвуковую пьезоэлектрическую мембрану для возбуждения воздуха и направления его в нужном направлении, в то время как «звуковой двигатель» использует полость определённой формы и резонансные частоты для достижения того же эффекта.
Хотя команда успешно использовала его в экспериментах, максимальная высота полёта микролетательных аппаратов составляет менее 5 мм, а лодка весила почти ничего. Тем не менее, теперь, когда они доказали, что концепция работает, следующий шаг — масштабировать её для перевозки полезной нагрузки. Если им удастся заставить это работать, такой двигатель потенциально можно будет использовать в качестве движителя для микродронов, например, этого аппарата размером с комара из Китая.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Jowi Morales
