Ioonidega töötavad mootorid kannavad praegu meie päikesesüsteemi satelliite, kuid siin Maal võiks see futuristlik tõukejõud toota miniroboteid.
California Berkeley ülikooli inseneriõpilane Daniel Drew leidis end inspireerituna miniatuursete robotite uurimiseks ulmelisusest, mille ta lapsena õelus.
Putukatest inspireeritud miniroboteid võiks kunagi kasutada katastroofi järgselt ellujäänute jaoks piiratud kohtade otsimiseks, õhukvaliteedi jälgimiseks ja isegi piirkonnast pühitud reaalajas putukate tolmeldajana täitmiseks.
"Kujutage ette maailma, kus saaksime kasutada Maa peal iga putuka sensoorset sisendit, " sõnas Drew. "Selliseid kõrgresolutsiooniga andmeid me saame."
Kuid lisaks sellele, et need bioinspiratoorsed prototüübid tõenäoliselt töötavad, sattusid Drew sõnul ka probleemile, millega nende tegelik inspiratsioon ei puutunud - energia. Erinevalt putukast vajab minirobot energiaallikat ja see tähendab tavaliselt mingisugust akut. Kuid patareid võivad saada ainult nii väikesed ja suurema, võimsama patarei panemine mikrorobotile tähendab, et kogu robot peab suurenema, lüües eesmärgi üle.
Drew ütles, et tema nõunik arvas siiski, et vana moodne lahendus võib lahendada selle tänapäevase dilemma - ioonide tõukejõud. Rakettpioneer Robert Goddardi katsetest pärinevad need mootorid kasutavad lihtsat elektrostaatilist efekti, mis on tuttav enamikule inimestele, kes on kokku tõmmanud sokid kuivatist välja. Sisuliselt toimib ioonide tõukejõud elektronide laskmisega kambrisse, mis on täidetud mingisuguse gaasiga. Kui see tabab gaasi aatomit, koputab see elektron aatomi juurest elektroni, muutes selle positiivseks. Kambri otsa lähedal olev negatiivselt laetud võre tõmbab selle aatomi tõmbejõust välja. Põlvikust välja lendava aatomi jõud ajab tema veesõiduki edasi.
See jõud on siiski sama väike kui aatom ja ioonide tõukejõud kahvatub võrreldes kütuse või akutoitega mootorite võimsusega. Ioonide tõukejõude suurendamise katsed, et muuta need Tähesõdade mootoriteks või isegi hõljukiplaatidega töötada, on ebaõnnestunud, kui nõrk jõud on. Ioonmootorid on viidud kosmose vaakumisse, kus neid kasutavatel satelliitidel puudub õhutakistus ja efektiivsus on tähtsam kui kiirus.
Kuid Drew mõistis, et igatähtsad tõukejõud võivad makroskaala kõigi rikete tõttu mikroskaalal imesid teha.
Ta konstrueeris ioontraktorite väikesemahulised versioonid ja asus tööle nende integreerimiseks minirobotitesse. Need "ioonlaevad" on umbes poole tolli ruudukujulised ja lendavad läbi lõnga. Tulevased versioonid võivad kuni 10-minutise lennu saamiseks kasutada pisikesi pardaakusid ja Drew loodab, et need muutuvad veelgi tõhusamaks. Ta demonstreeris ühte oma robotitest eelmisel kuul Kanadas Montrealis toimunud konverentsil. Praegu ei saa veesõidukit juhtida, kuid Drew ja tema meeskond suudavad selle kõrgust juhtida, muutes selle sarnaseks nelja mootoriga põhilise kvadkopteriga, väidab ta. Liikuvate osade puudumise ja vaikse tõukejõu tõttu on Drew sõnul pealtvaatajad kirjeldanud ioonlaeva "õudseks" ja "nagu UFO-ks".
Drew tegeleb nüüd oma mikroturbiiride tõukejõu parandamisega, et muuta need kiiremaks ja võimsamaks, ning mõtleb ka sellele, kuidas neid ionokraate ühel päeval juhitakse ja isegi kuidas suhelda inimestega nendega psühholoogiliselt, kui need seadmed hakkavad igapäevaellu sisenema. . Ta näeb ette VR-simulatsioone, mis seovad inimesi sümboliga neist mikrotäppidest, mida keegi võib kohata.
"Mikrobototehnika on nii noor valdkond, " sõnas Drew. "Edusammude saavutamiseks peate selle kõiki külgi peale suruma."
Selle artikli varasemas versioonis oli valesti öeldud, et ioonkraan lendab aku kaudu. Praegu on veesõiduk ühendatud toiteallikaga, kuid tulevased versioonid võivad akutoidet kasutada. Smithsonian.com kahetseb viga.
