Микроскопический робот на жидком топливе

17.01.2021

Исследователи из Лаборатории автономных микророботов (AMSL) Университета Южной Калифорнии создали самый легкий и маленький в мире, полностью автономный ползучий микроскопический робот. Устройство под названием RoBeetle имеет массу всего 88 миллиграммов - приблизительно эквивалентная масса трех зерен риса. В роботе используется принципиально новый тип привода, который функционирует как искусственная мышца.

Искусственная мускулатура робота RoBeetle приводится в действие управляемым каталитическим сгоранием - технологией, которая позволит разработать новое поколение микророботов, способных функционировать на суше, воде и воздухе.

Малые роботы требуют высокоэффективный источник автономной энергии. При этом существующие технологии электрических аккумуляторов, пока уступают по удельной энергии жидкому топливу. Так удельная энергия обычного метанола (20 МДж/кг) примерно на порядок выше, чем у самых совершенных аккумуляторов (1,8 МДж/кг).

Основу "мышц" RoBeetle составляют тонкие проволоки нитинола - никель-титанового сплава с эффектом памяти формы. Изготовленные из этого материала детали можно деформировать, однако при нагреве они вернутся к изначальному виду. На нити напылили платиновый катализатор, на котором происходит сгорание паров метанола. Его тепло и заставляет нитиноловые "ножки" робота сокращаться, чтобы снова "расслабиться" при остывании.

При собственной массе всего 88 миллиграммов робот может перемещать объекты в 2,6 раза тяжелее, а установка дополнительного "топливного бака" на 95 миллиграммов метанола обеспечивает его автономной работой на протяжении почти двух часов. Авторы изобретения заверяют, что если аналогичная система использовала бы традиционную аккумуляторную батарею, она проработала бы не больше нескольких секунд.

<< Назад: Мощный графеновый материал для высокоэффективных суперконденсаторов 18.01.2021

>> Вперед: Блок питания SilverStone NJ700 17.01.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Термоядерный синтез с намагниченной мишенью 15.05.2023 Революционная идея, предложенная группой ученых из Массачусетского технологического института (MIT), может революционизировать космические путешествия, увеличив мощность будущих космических миссий в 100 раз. Идея предполагает использование типа ядерного синтеза, называемого термоядерным синтезом на намагниченной мишени, для приведения космического корабля в движение. В настоящее время большинство космических миссий возлагаются на химические ракеты, которые ограничены количеством топлива, которое они могут нести. Это означает, что миссии в далекий космос, например, на Марс или дальше, могут длиться годами и требовать огромного объема топлива. Новое предложение направлено на решение этой проблемы путем использования термоядерного синтеза на намагниченных мишенях для обеспечения практически неограниченного источника энергии. Термоядерный синтез на намагниченных мишенях - это тип ядерного синтеза, предусматривающий сжатие и нагрев плазмы мишени с помощью магнитных полей. Этот процесс генерирует всплеск энергии, которая может использоваться для приведения в движение космического корабля. Ученые MIT предлагают использовать компактный термоядерный реактор для получения энергии, необходимой для этого процесса. Компактный термоядерный реактор будет работать посредством комбинации мощных магнитов и лазеров для нагрева и сжатия небольшого количества плазмы. Это создало бы миниатюрную версию звезды, которая позже высвободила бы всплеск энергии, которая может быть использована для приведения в движение космического корабля. Одним из ключевых преимуществ использования термоядерного синтеза на намагниченных мишенях для космических путешествий является то, что он позволит космическим аппаратам двигаться гораздо быстрее, чем позволяет современная технология. Это означает, что миссии, которые продолжаются годы, могут быть завершены через несколько месяцев или даже недель. Кроме того, поскольку источник топлива практически неограничен, отпала бы потребность в дорогостоящих операциях дозаправки, что значительно снизило бы стоимость космических путешествий. Используя термоядерный синтез на намагниченных мишенях для обеспечения практически неограниченной тяги, мы могли бы открыть возможность исследовать дальний космос способом, который никогда не был возможен раньше. При продолжении исследований и разработок эта идея может стать реальностью и открыть целую новую эру космических исследований.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025