Літаючий мікроробот отримав іонний двигун і власні сенсори
Ультралегкий мікроробот масою близько 36,7 мг використовує іонний вітер замість пропелерів і має інерціальний сенсор для замкненого контуру керування.
Іонний вітер створює тягу без лопатей: сильне електричне поле іонізує молекули повітря, а прискорені іони передають імпульс нейтральним молекулам. На великому літаку такий принцип поки програє пропелеру за практичністю, але на десятках міліграмів відсутність моторів, валів і підшипників стає великою перевагою.
Що заважає мікророботу стати автономним
Система показала співвідношення тяги до ваги близько 5:1 та годинне tethered hovering. Closed-loop контроль суттєво зменшив помилки pitch і roll.
Співвідношення тяги до ваги 5:1 залишає запас для керування, але tethered flight нагадує про головний невирішений компонент — енергетику. Іонний рушій потребує високої напруги, а маленькі батареї зазвичай дають низьку. Перетворювач напруги має бути настільки легким, щоб не з’їсти весь масовий бюджет апарата.
Практичний сенс і наступні кроки
Без механічних пропелерів такі апарати можуть бути тихішими й простішими; origami-inspired конструкція також цікава для потенційних ройових сенсорів.
Інерціальний датчик і closed-loop stabilization показують, що платформа вже перейшла від пасивної левітації до керованого робота. Якщо автономне живлення вдасться мініатюризувати, origami fabrication може зробити такі апарати дешевими для роїв, які розподіляють сенсори у важкодоступному просторі.
Поки живлення зовнішнє. Головний бар’єр — мініатюрне високовольтне джерело енергії та зв’язок без втрати переваги надмалої маси.
Якщо автономне живлення залишатиметься надто важким, ion microrobot може спершу знайти застосування з зовнішнім електричним полем або tether у контрольованих просторах. Це не скасовує цінності платформи: керованість і sensing вже показані. Проривною стане інтеграція power electronics у міліграмний бюджет.
Окремою метрикою для цієї розробки стане маса автономного живлення. Саме її варто порівнювати між наступними поколіннями прототипів, бо вона покаже, чи зберігається перевага після переходу від одиничного експерименту до тривалої роботи в системі з реальними зовнішніми навантаженнями.
