Блохи считаются одними из лучших прыгунов в природе. При длине тела всего в два-три миллиметра они могут прыгнуть на добрых полметра — примерно в двести раз больше своего тела. Впервые робот приблизился к этой огромной прыгучести. В течение десятилетий ученые разрабатывали роботов, которые имитируют или, по крайней мере, вдохновляются техниками прыжков, встречающимися в природе. У животных максимальная высота прыжка ограничена силой, которую мышцы могут генерировать при отталкивании. С другой стороны, высота прыжка робота может быть увеличена с помощью роторного двигателя, который накапливает энергию.
Американские исследователи разработали небольшой прототип, который весит менее 14 граммов и имеет небольшой двигатель в сочетании с приводной пружиной. Он состоит из 2 дуг из углеродного волокна, которые согнуты резиновыми лентами. Эти ленты, в свою очередь, связаны с моторизованным шпинделем.
Устройство высотой 30 сантиметров может круто подпрыгнуть, а затем снова выпрямиться. Это может быть полезно и в космосе.
Робот , созданный командой инженеров из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре , катапультируется в воздух более чем на 30 метров. Это более чем в 100 раз больше его собственного размера. Таким образом, по мнению авторов исследования, робот превосходит других известных прыгающих роботов. Что особенного в роботе, помимо его способности прыгать, так это то, что он может самостоятельно встать после приземления, а затем продолжить прыжки.
Робот состоит из двигателя, который тянет за веревку, чтобы натянуть пружину. Кроме того, четыре арки соединены с корпусом двигателя вверху и друг с другом внизу. Они служат дополнительными пружинами. Когда струна ослабевает, пружина и внешние дуговые пружины также ослабевают, и робот буквально взлетает вверх. Когда робот снова приземлился, двигатель снова тянет шнур, чтобы создать натяжение, и дуги снова сгибаются. Результат: Робот снова встает сам.
Это явно отличает калифорнийского робота от других прыгающих роботов. До сих пор исследователи в основном имитировали движения животных с помощью подобных прыжковых машин. Однако живые существа ограничены производительностью своих мышц в высоте прыжка. Напротив, в искусственных источниках можно хранить и высвобождать значительно больше энергии.
Прыгающий робот, который весит всего 30 граммов, разгоняется как стрела за девять микросекунд до скорости 28 метров в секунду. Он достигает максимальной высоты почти в 33 метра. Упав на землю, луки можно было снова натянуть электродвигателем для следующего прыжка. Во время прыжков робот преобразовывал удельную энергию в добрых 1000 джоулей на килограмм. Для сравнения: самые эффективные прыгуны в природе достигают удельной энергии не более 170 Дж на килограмм.
Такие прыгающие роботы в будущем могут использоваться в экспедициях по пересеченной местности или даже в лунных миссиях. Также роботы могут легче преодолевать препятствия, и даже фотографировать землю под ними, что раньше было возможно только с летающими дронами. Этот принцип также может быть полезен в космических путешествиях. При соответственно более низкой гравитации, по расчетам исследователей, на Луне робот должен добиться еще лучших результатов: он может достигать высоты до 125 метров, при этом изделие продвигается вперед на полкилометра.
