Миниатюрный двигатель на метане дает роботам мощь для прыжков

Давайте признаем: идея топливного робота не нова. Её обсуждали ещё в прошлом веке. Но сегодня все помешаны на электричестве и батарейках. И не зря: классическое ДВС для робототехники считалось громоздким, неэкологичным и сложным. Однако у электричества есть свой ахиллесов пята — это сами аккумуляторы. Они тяжелые и запасают относительно мало энергии на единицу массы, что сильно ограничивает мощность и автономность маленьких машин. Что, если вернуться к топливу, но сделать это изящно и в микро-масштабе?

Робот на горючем: маленький, да удалый

Именно этим и занялись учёные. Они разработали привод — тот самый «мускул» для робота, — который работает по принципу ДВС, но размером с горошину. Его диаметр всего около 5 мм.

Как же он устроен? Всё гениально просто. В крошечную камеру сгорания объемом 0,09 мл (это меньше капли воды!) подаётся смесь метана и кислорода. Искра поджигает её — и начинается магия. Вместо массивного поршня и коленвала здесь работает высокоэластичная силиконовая мембрана, которая накрывает камеру сверху. При взрыве она растягивается, как пузырь, увеличивая объём, а затем, благодаря своей упругости, моментально схлопывается назад, выталкивая отработанные газы через микроскопические отверстия по бокам. Весь цикл — мгновение.

Итог этого микровзрыва — мощный, контролируемый толчок. Чем сильнее «заряд», тем больше выгибается мембрана. Эти приводы способны выдержать расширение камеры на целых 140%, создавая усилие более 9,5 Ньютонов. И они не просто сильные, но и быстрые: могут работать с частотой свыше 100 циклов в секунду. Представьте крошечную лапку, которая может дрожать с такой скоростью или совершить один резкий, мощный прыжок. Электрическим конкурентам такое и не снилось.

Получается, иногда чтобы сделать шаг вперёд, нужно заглянуть в прошлое. Только вооружившись современными материалами и пониманием микро-мира. Кто бы мог подумать, что будущее прыгающей робототехники лежит в переосмыслении старого-добрового двигателя?