Image
8.7.2019 0 Comments

Maličký robot sa vďaka ionovému pohonu môže pohybovať a vznášať vo vzduchu

Technológia iónového pohonu, umožňujúca poháňať roboty urýchľovaním iónov namiesto spaľovania paliva alebo otáčajúcich sa rotorov, je vo veľmi skorom štádiu vývoja. Uvažuje sa o nej najmä v kontexte solárnych iónových kozmických lodí. V postate ide o bombardovanie atómov xenónu elektrónmi, pričom vznikajú pozitívne nabité xenónové ióny, ktoré sú poháňané smerom k negatívne nabitej mriežke. Tá urýchľuje pohyb iónov v priestore. Výsledný ťah je v porovnaní s bežnými motormi mizivý, ale takéto kozmické lode sa pohybujú vo vákuu, kde takáto spŕška iónov stačí na ich akceleráciu. Vedci však hľadajú aj iné spôsoby využitia iónového pohonu.

Na Zemi má robot k dispozícii molekuly vzduchu, a tak sa netreba trápiť s xenónom. V tomto prípade sa využije elektrohydrodynamický ťah. Elektrina prúdi v podstate do malého hrebeňa vyrobeného z vodivého kovu. Každý ostrý hrot vypudzuje ióny, ktoré sú priťahované k mriežke „zberača“ z uhlíkových vlákien, umiestnenej pod ním.

„Na ceste z bodu A do bodu B sa ióny zrážajú s neutrálnymi molekulami, z ktorých je zložený vzduch - dusík, kyslík, trochu CO2 a voda,“ vysvetľuje strojný inžinier z Washingtonskej univerzity Igor Novosselov, spoluautor predtlačového dokumentu opisujúceho systém. „Tieto ióny potom urýchľujú vzduch smerom k zemi a poskytujú tak ťah.“

Znie to jednoducho, no iónový pohon naráža na množstvo problémov. Prvý z nich je výkon. Výroba dostatočného množstva iónov na generovanie ťahu si vyžaduje veľa energie. Novosselov a jeho kolegovia museli pripojiť svoj robot na zdroj energie. Predstavte si ich stroj ako štyri samostatné iónové dýzy zasunuté do seba, s celkovou dĺžkou jedného palca (asi 2,5 cm). Myšlienka použiť štyri dýzy vychádza z toho, že tak možno modulovať výkon každej z nich, ako sa to robí v prípade kvadrokoptéry.

V súčasnosti môže stroj so štyrmi dýzami produkovať o niečo väčší ťah, než potrebuje na to, aby sa jeho hmotnosť zdvihla zo zeme. Nemôže teda niesť batériu a senzory a inú elektroniku, ktorá by umožnila riadenie a trvalý let. Jeho výroba je však veľmi nenáročná. Využíva sa pri nej rezanie laserom a všetko sa môže vykonať priamo v laboratóriu. Preto môže tím svoje návrhy iterovať oveľa rýchlejšie, čo je pri tvorbe robotov veľmi dôležité. Vedci tak môžu experimentovať s elektródami rôznych tvarov, vyrobenými z rozličných materiálov, aby zlepšovali výkon a účinnosť zariadenia. Konečným cieľom je uplatnenie iónového robota v praxi.

A v čom je jeho prednosť? Roboty lietajúce ako hmyz používajú mechanické krídla, čo znamená, že majú veľa pohyblivých častí, ktoré by mohli zlyhať. Rovnaké je to aj s rotormi kvadrokoptéry. No pri iónovom pohone, ak máte dostatok elektriny, získavate výkon.

Táto jednoduchosť znamená aj nižšie výrobné náklady, a tak možno použiť celé roje takýchto zariadení. Malé lietajúce roboty by sa dali využiť na odhaľovanie chorôb v poľnohospodárstve, zisťovanie únikov plynu, ale aj na prieskum vesmíru.

A napokon technológia by sa nemusela obmedziť len na lietajúce roboty. Výskumníci už vyvinuli bipedálny robot, ktorý používa rotory na nadnášanie nôh, napríklad pri stúpaní do kopca, čo mu pomáha udržiavať rovnováhu a šetriť energiu. Iónové dýzy by teda mohli pomôcť aj robotom s nohami. Pretože tieto robustné stroje sú vybavené batériami, ktoré by mohli vyriešiť problém s energiou potrebnou na prúdenie iónov.

Zdroj: wired.com

 


Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Technológie

Pozvánka na veľtrh Hannover Messe 2020

20.02.2020 00:05

Na medzinárodnom veľtrhu Hannover Messe, ktorý sa bude konať v termíne 20 – 24 apríl bude nosnou témou priemyselná transformácia. Očakáva sa účasť 5 500 vystavovateľov zo 70 krajín. Tento rok je partn ...

Technológie

Prvý akrobatický dron predviedol extrémne letecké manévre

19.02.2020 00:15

Video nakrútené v Chorvátsku ukazuje 12-rotorovú koaxiálnu multikoptéru zostrojenú spoločnosťou Drone Champions AG s cieľom propagovať jej videohru Drone Champions League (DCL). Zo šasi z uhlíkových v ...

Technológie

Autonómne roboty pomáhajú šľachtiteľom vytvárať plodiny budúcnosti

17.02.2020 00:10

Vedci z Illinoiskej univerzity v Urbana-Champaign testujú na pokusnom poli robot TerraSentia, pripomínajúci odolnejšiu verziu kosačky na trávu. Robot je vybavený terénnymi kolesami a kamerou s vysokým ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Hackkosice_2020

Najnovšie videá