2 Minutės
Įsivaizduokite mažą valtį slystant per vandenį, ne varomą variklio ar sraigto, o pajudintą tono. Neįprasta? Tą matėme EPFL laboratorijos stalelyje, kur mokslininkai iš paties garso išgavo judesį.
Jie sukonstravo miniatiūrines valtis ir dronus, kurie akustinę energiją paverčia stūmimu. Be krumpliaračių. Be magnetų. Be besisukančių velenų. Vietoje to triukas remiasi rezonansinėmis ertmėmis: tuščiavidurėmis kameromis, suderintomis atsiliepti tam tikrais dažniais. Kai garsiakalbis skleidžia tinkamą toną, oras ertmėse vibruoja ir priverčiamas tekėti per mažą angą. Išeinantis srautas sukuria vienpusišką stūmą, ir visas įrenginys juda.
Pagalvokite apie garsą, kurį sukeliate pučiant per butelio kaklelį. Ta pati fizika, kitas mastelis. EPFL komanda pagamino rezonatorius iš 3D spausdintų plastikų, gumai panašių polimerų ir stiklo — medžiagų, pasirinktų dėl tikslumo ir lengvumo. Kadangi nėra judančių mechaninių dalių, mokslininkai galėjo sumažinti įrenginių dydį iki lygių, kuriuos tradiciniai varikliai sunkiai pasiektų.
Pradiniuose bandymuose mokslininkai ant mažų valčių sumontavo iki trijų rezonatorių. Kiekviena ertmė reagavo į kitokį girdimą dažnį ir stūmė laivelį tam tikra kryptimi. Pereidami tarp tonų iš išorinio garsiakalbio, jie valdymo pagalba vairavo valteles per kliūtis ir netgi programavo jas paprastam autonominiam navigavimui. Valdymas kilo iš garso, ne iš antlaivinių aktuatorių.
Idėją autoriai išplėtojo iki itin lengvų skraidančių prototipų. Naudodami nano 3D spausdinimą, komanda pagamino mikrodronus, veikiančius ultragarsiniame diapazone, todėl žmonės jų negirdi. Vienas dizainas, sveriantis apie 150 mikrogramų ir turintis tris ertmes, sukūrė žemyn nukreiptą stūmą ir pakilo nuo paviršiaus tarsi miniatiūrinis raketa. Kitoje konstrukcijoje trys rezonatoriais aprūpintos mentės buvo išdėstytos aplink centrinę ašį; tinkamu ultragarsiniu dažniu jas varant, mentės suktis apie 13 000 aps./min., sukurdamos pakankamai keliamojo jėgos trumpam pakibti. Tai mažo sraigtasparnio fizika, atkurta garsu.
Mastelis išlieka kliūtimi. Šie skraidantys prototipai pakilo mažiau nei 5 milimetrus, o valtys buvo labai lengvos. Vis dėlto eksperimentai demonstruoja galingą idėją: rezonansinės ertmės gali funkcionuoti kaip propulsijos sistemos mikrorobotams. Akustiniai srautai, kadaise buvę keista smalsuomenė, dabar atrodo kaip gyvybingas metodas judinti, valdyti ir net pakelti centimetrų ir mažesnio nei centimetras mastelio įrenginius.
Akustinė propulsija atveria kelią paprastesniems, lengvesniems mikrorobotams, kurie vietoje įprastinių judančių dalių naudoja garsui suderintą mechaniką. Išlieka iššūkiai, tokie kaip efektyvumas, antlaivinio valdymo integracija ir veikimas ne laboratorinėmis sąlygomis, tačiau principas aiškus ir potencialas patrauklus.
Visas techninis aprašymas paskelbtas žurnale Science Advances, o tolesni žingsniai išbandys, kiek toli šis garso sukurtas impulsas gali nunešti miniatiūrinius tyrinėtojus už laboratorijos stalo ir į praktiškas užduotis.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.