Робомедуза с искусственными мышцами питается водородом

Исследователи из Политехнического университета Виргинии (США) разработали подводный дрон, выглядящий и плавающий, как медуза. При этом он использует инновационную систему движения, в которой нет места электричеству: искусственные мышцы на основе сплавов с «памятью формы» сокращаются под действием тепла.

Искусственные мышцы находят всё большее применение в экспериментальной робототехнике. Не так давно мы писали о летучей робомыши с никель-титановыми «мышцами», сокращающимися по принципу «памяти формы». А теперь дело дошло до подводного робота медузообразной формы. Впрочем, механизм питания его мышц абсолютно необычен.

«Мышцы» робомедузы представляют собой многослойные углеродные нанотрубки (диаметром 1,6 мм), покрытые наночастицами платины и завёрнутые в никель-титановую оболочку. Когда топливо — смесь кислорода и водорода — поступает в трубки, происходящая в них экзотермическая реакция активирует никель-титановые поверхности мышц, и они сокращаются. В результате реакции образуется лишь вода, что делает дрон ещё и «зелёным». Углеродные трубки не только играют роль каркаса для наночастиц платины, но и благодаря отличной теплопроводности обеспечивают передачу энергии к поверхностному сплаву «мышцы» почти без потерь. Ну а в будущем разработчики намерены оснастить робота солнечной батареей, вырабатывающей электричество для получения водорода прямо из морской воды. (Впрочем, небольшой размер такой батареи — а робомедуза невелика, — как и потери света в воде, делает такого рода подпитку весьма труднореализуемой. Но поживём — увидим.)

После теоретического рассмотрения возможных форм такого робота исследователи сочли оптимальной форму медузы с её сокращающимся и расширяющимся «колоколом» в верхней части. Нового робота так и нарекли — Robojelly. Показатели сокращения/сжатия для нового типа искусственных мышц составили 13,5%, в то время как у настоящих медуз он равен 42%. Время сокращения мышц робота — 450 мс.

Почему медуза оказалась объектом копирования? Всё просто: это беспозвоночное имеет простейшую из эффективных моделей плавания: она либо «гребёт» краями купола, либо использует реактивное движение, сокращая купол целиком и отбрасывая воду назад. Большой купол позволяет создать приличную тягу даже при относительно малом умении робота сокращать мышцы (пока втрое худшем, чем у настоящей медузы). Водород же как топливо был избран за высокую удельную энергоёмкость: на единицу массы он несёт вдвое больше энергии чем, например, бензин.

В качестве возможной сферы применения подводного дрона авторы называют подводные поисково-спасательные и исследовательские операции. Однако финансирование разработки, ведущейся по программе MURI Отдела исследований ВМС США, показывает, что у робота, копирующего распространённую медузу и не производящего при движении шума (ни моторов, ни винтов, выхлоп — вода), могут быть и иные, не столь мирные приложения.

Напомним: БПЛА, маскируемые под пернатых, уже показали, что отличить воздушного разведчика от настоящей птицы невозможно. Тем меньше вероятность того, что ПЛ противника отличит робомедузу от настоящей: видимость под водой значительно хуже, а шансы на то, что дрон попадёт в руки противника (даже в случае аварии), близки к нулю. Когда в прошлом году дрон-птица ЦРУ потерпела аварию в Пакистане, её тут же нашли местные жители, а вот искусственная медуза при выходе из строя в прямом смысле заляжет на дно, где её будет почти невозможно обнаружить.

Источник: science.compulenta.ru

Похожие новости:
Искусственные мышцы - новое достижение робототехники
Новое достижение робототехники: американские исследователи создали искусственную мышечную клетку, которая в будущем, как они ожидают, пригодится при разработке микророботов, способных передвигаться в человеческих сосудах. В эксперименте модифицированные волокна сформировались в мышечную ткань, по своим свойствам невероятно близкую к человеческой, ..
2012-09-2 7045 0 Технология
0
Ученые создали летающего робота размером с муху
Группа ученых из Гарварда, изучая полет насекомых , создали прототип летающего мини-робота размером с обычную муху. Новинка получила название – Робомуха (robo-fly) и стала самым маленьким летающим роботом в мире.  Robo-Fly изготовлен из углеродного волокна. Весит ..
2013-05-3 2250 0 Технология
0
Ученые создали способ превращения графита в алмаз
Традиционно искусственные алмазы выращивают из углерода в условиях высочайшего давления, процесс очень долгий и трудоемкий. А ученые Стэнфордского университета выявили менее затратный и более быстрый способ превращения углерода в алмаз. Метод основывается на использовании платинового основания и водорода, и уже в будущем ..
2014-04-09 3246 0 Технология
1
Amazon строит солнечную ферму
Клиенты компании призывают быть прозрачным в области возобновляемых источников энергии. Компания Amazon, поставляющая услуги в сфере «облачных» хранилищ информации, планирует построить в США солнечную ферму мощностью около 80- мегаватт, чтобы использовать возобновляемые источники энергии для питания своей ..
2015-06-14 1544 0 Технология
0
Электронные татуировки: научная фантастика стала реальна
Учеными достигнуты новые результаты в развитии электроники, которая может взаимодействовать с человеческим телом. Национальный научный фонд опубликовал видео, показывающее, гибкое устройство, которое имплантируется в подкожный слой человека, сообщает «». Новая технология, вызвала много критики: ..
2012-02-5 2258 0 Технология
0
Новый шприц работает на силе Лоренца
Те кто имеет отвращение к иглам и уколам,может уже не волноваться. Можно скорее идти к врачу с немного меньшим трепетом. Группой исследователей Массачусетского технологического института создано устройство,которое использует  силы Лоренца для создания регулируемого высокого давления струи, которая выбрасывается из микросопла ..
2012-05-25 1750 0 Технология
0
Ноев Ковчег с турбинами ветра
Vindskip норвежский сухогруз, который питается от энергии ветра, но, конечно, не имеет ничего общего с типичными кораблями, так как ветер на нем ловят не паруса и не ветровые турбины. Студия Lade AS может похвастаться, что представила что-то действительно инновационное в мире перевозки по морю. Так ли это? Вот ..
2013-09-28 1675 0 Технология
0
Кибернетическая медицина в настоящем и будущем
13 августа 2014 года Общественное движение «Россия 2045» организует научно-популярную лекцию доктора биологических наук Александра Фролова на тему «Кибернетическая медицина в настоящем и будущем» о продлении жизни и замене биологических тканей, органов и сенсорных систем искусственными устройствами. Участие ..
2014-08-05 2544 0 Технология
0
В американскую Z-машину ввели тритий
Физики начали использовать тритий в качестве топлива для Z-машины, одного из крупнейших в мире источников рентгеновского излучения, предназначенного для сжатия и нагрева термоядерного топлива. Об этом сообщает Daily Mail.Тритий, наряду с дейтерием, применяется в августе 2016 года. В течение ближайших ..
2016-11-16 7406 0 Технология
0
«Фуллерен» из 40 атомов бора используют для хранения водорода
Ученые из Китая и США спрогнозировали существование стабильного фуллереноподобного соединения, состоящего из 40 атомов бора. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Chemistry, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Nature. В качестве элементов, формирующих объемную структуру молекулы, у нового соединения ..
2014-07-15 1552 0 Технология
0
Электронные татуировки могут прослушивать сердце плода
Электронный пластырь может анализировать сложные мозговые волны и прослушивать сердце плода. В ближайшее время анализ мозга может значительно упроститься. «Электронные татуировки», содержащие гибкие электронные схемы могут записывать некоторые сложные процессы мозга точно ..
2013-04-27 3023 0 Технология
0
Разработка учёных позволит существенно экономить электроэнергию
Московские учёные придумали, как избавить город от паутины проводов. Они разработали уникальную систему, которая позволяет не только экономить электроэнергию, но и цветные металлы. Секрет инновационной технологии кроется в том, что электричество передаётся на большие расстояния по тонким проводам, толщина ..
2013-04-17 2670 0 Технология
0
Ученые надеются добиться регенерации зубов у человека
Команда исследователей из США, Тайваня и Китая, анализируя регенерацию зубов у аллигаторов, высказывает предположение, что подобный процесс регенерации можно запустить и у человека, искусственными средствами. В своей статье, опубликованной в «Трудах Национальной академии наук», исследователи описали, как они изучали процесс ..
2013-05-16 2508 0 Технология
0
Ученые планируют создать универсальную еду
Наше отношение к еде – несколько романтическое. Это одно из наибольших жизненных удовольствий. Но многие из нас не питаются рационально и не получают удовольствие от самого процесса приготовления еды.Расточительство в еде – это первая серьезная проблема, которая существует в развитых странах. Например, когда мы видим две вещи ..
2013-06-2 1348 0 Технология
0
Назначена дата запуска немецкого термоядерного реактора
Немецкий термоядерный реактор Wendelstein 7-X, относящийся к классу стеллараторов, впервые будет запущен 10 декабря 2015 года. Принятие решения о дате старта стало возможным после получения специального разрешения от немецких контролирующих органов. Об этом сообщается на сайте ..
2015-12-02 1885 0 Технология
0