Дрон-насекомо от Toyota лети без батерии

През 2018 г. учени от Вашингтонския университет създадоха миниатюрна летяща машина, наречена RoboFly (роботизирана муха), която получава енергия от лазерен лъч. Този тип енергийно снабдяване обаче е ограничено от линията на видимост. Използването на радиочестотни електромагнитни вълни значително разширява възможностите на летателните апарати, което бе е доказано от учени от изследователския отдел на Toyota Central R&D Labs.

Компактните дронове с размер на насекоми са полезни инструменти за комуникация и екологични изследвания. Развитието на това направление на роботиката обаче е затруднено от липсата на подходящи батерии с висока енергийна плътност, което ограничава продължителността на полета на микродроновете. Сега, безжичното предаване на енергия с помощта на радиочестотни електромагнитни вълни ще разшири обхвата на малките летателни апарати.

Създаден от инженерите на Toyota, дронът-насекомо, който получава енергия от радиочестотни вълни, се задвижва с размахване на крила. Устройството тежи само 1.8 грама, което го прави най-малкият апарат в света с високочестотен двигател. Дронът-насекомо от Toyota е без батерии, а крилата са пиезоелектрически, захранвани от 5 GHz диполна антена.

Един от водещите разработчици на Toyota Central R&D Labs, Такаши Озаки, отбелязва, че генерирането на високоефективни махове с крилете се реализира с помощта на еднокристален пиезоелектричен материал и кинетична схема, подобна на естествената, открита при насекомите. "Крилата" на механично насекомо са обърнати едно към друго. Общо дронът използва три чифта такива крила. Изследователят заявява, че съотношението мощност/тегло на устройството е сравнимо с естествените характеристики на насекомите.

Проблем за ултра-малките дронове обаче е излишната топлина, генерирана от движещите се части. Инженерите успяват да решат и този проблем, като оптимизират дизайна, разпръсквайки топлогенериращите блокове на максимално допустимото разстояние.

Използването на радиочестотен енергиен приемник със специфична мощност значително (4 пъти) по-висока от стандартната литиево-полимерна батерия със същата маса (4900 W / kg) също прави възможно повишаването на ефективността на полета на дрон. Предаването на енергия чрез радиочестотни вълни позволява генерирането на мощност над 1 W. Тестването показа, че малкият робот е способен на плавно излитане и кацане и на маневри във въздуха без използването на стандартни батерии и задвижващи механизми.