Бешеные огурцы известны способностью выбрасывать на большие расстояния струи семян. Примерно то же самое делает система реактивного запуска крошечных роботов, разработанная командой исследователей из Китая и США для медицины, сельского хозяйства, баллистики и космонавтики. Пусковая установка из гидрогеля и графена высвобождает энергию всего за 0,3 мс, что позволяет устройству отрываться от сухих и мокрых поверхностей и перемещаться на расстояние, в 643 раза превышающее длину своего тела.

«Задачи робототехники, требующие надежного реактивного движения, например, прыжков, выброса струи или катапультирования, нуждаются в стратегиях увеличения мощности, то есть, выработке кинетической энергии из накопленной, — говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Обычно для эффективной работы подобных устройств необходим кратковременный выброс энергии. Однако существующие методы, использующие химическую или упругую энергию, имеют свои недостатки: слишком маленький запас энергии, слишком долгий период выброса энергии, сложности производства.

Новый метод основан на способе усиления мощности, на который ученых вдохновил бешеный огурец Ecballium elaterium, выбрасывающий свои семена под давлением на расстояние до шести метров. По мере роста он накапливает давление и упругую энергию, а созрев — быстро стреляет струей слизи и семян. Аналогичным образом под действием высокоэнергетического излучения лазера ближнего инфракрасного диапазона графен в гидрогеле нагревается, превращая воду в геле в пар. Под действием пара в геле повышается давление, пока оболочка не лопается и пар не вырывается наружу, рассказывает SCMP.

Диаметр пусковой установки всего 7 мм, толщина 3 мм, но по вертикали она перемещается, как показали испытания, на расстояние свыше 1,93 м. По словам разработчиков, по производительности система превосходит все известные аналогичные технологии для миниатюрных роботов.

«Такая стратегия увеличения мощности может пригодиться для медицинских роботов, которые требуют выходной силы, например, для глубокого сбора образцов тканей, доставки и установки стентов, резекции тканей и многого другого», — сказал Ван Синь из Китайского университета Гонконга, ведущий автор статьи.

Кроме того, по словам Вана, систему можно применять и для баллистического оружия, хотя серьезных исследований в этом направлении ученые не предпринимали.

Американские ученые разработали миниатюрного робота-водомерку. Это устройство использует уникальную биобатарею, в которой электричество вырабатывается бактериями. Батарея проницаема для воды, позволяя бактериям активизироваться и производить энергию, необходимую для работы робота.

Источник: ХайТек+