Az ionokkal működő motorok jelenleg szatelliteket szállítanak a Naprendszerünk külső oldalain, de itt, a Földön, ez a futurisztikus meghajtás miniatűr robotokat táplálhat.
Daniel Drew, a kaliforniai Berkeley-i egyetemi mérnöki hallgató inspirálta miniatűr robotok tanulmányozását a tudományos fantasztikus kitalálásból, amelyet gyermekeként felöltött.
A rovarok által ihletett miniatűr robotok valamikor felhasználhatók a katasztrófa utáni túlélők számára zárt terek keresésére, a levegő minőségének ellenőrzésére, és akár egy adott területről megtisztított valódi rovarok beporzóinak való kitöltésre.
"Képzeljünk el egy olyan világot, ahol bekapcsolhatnánk a Föld minden egyes rovarának érzékszervi adatait" - mondta Drew. "Ez az a nagy felbontású adat, amelyet beszerezhetünk."
De amellett, hogy ezek a bio-inspirált prototípusok valószínűleg működni fognak, mondta Drew, olyan problémába kerültek, amelyre a való élet inspirációi nem vonatkoztak - az energia. A rovarokkal ellentétben a miniatűr robotnak energiaforrásra van szüksége, és ez általában valamilyen akkumulátort jelent. Az akkumulátorok azonban csak annyira kicsi lehetnek, és ha egy nagyobb, erősebb akkumulátort egy mikrorobotra helyez, az azt jelenti, hogy az egész robotnak nagyobbnak kell lennie, és ezzel meghiúsítja a célját.
Drew szerint tanácsadója szerint azonban egy szokásos megoldás megoldhatja ezt a modern dilemmát - az ioncsillapítókat. A rakéta úttörője, Robert Goddard kísérletei óta ezek a motorok kihasználják az egyszerű elektrosztatikus hatást, amely a legtöbb ember számára ismert, akik összehúzták a szárítóból összeragadt zoknit. Az ionmeghajtás alapvetõen úgy működik, hogy egy elektronot egy kamrába lőnek, amely valamilyen gázzal van feltöltve. Amikor eléri a gáz egy atomját, az elektron leüti az elektronot az atomról, pozitív töltésűvé válva. A kamra vége közelében lévő negatív töltésű rács ezután kihúzza az atomot a tolófejből. Az a hatalom, amely a próbapályán repül, meghajtja a hajóját.
Ez az erő ugyanakkor kicsi, mint egy atom, és az ionhajtók sápadtak az üzemanyaggal vagy az akkumulátorral működtetett motorok teljesítményéhez képest. Az ionerősítők méretcsökkentési kísérletei, amelyek olyanokká teszik őket, mint a Csillagok háborújában szereplő motorok, vagy akár a fedélzeti táblákkal dolgoznak, sikertelenek voltak, mivel az erő gyenge. Az ionmotorokat a világűr vákuumába engedték, ahol az őket használó műholdaknak nem állnak szemben a levegő ellenállása, és a hatékonyság nem csak a sebességnél fontos.
De Drew rájött, hogy a makroskálán fellépő összes hibájukhoz az ionhajtók csodákat hozhatnak a mikroméreteken.
Kialakította az ionhajtóművek kis méretű verzióit, és elkezdett dolgozni, hogy integrálják miniatűr robotokba. Ezek az "ionok" körülbelül fél hüvelyk méretűek és egy heveder útján repülnek. A jövőbeli verziók apró fedélzeti akkumulátorokat használhatnak fel, hogy akár 10 perces repülést elérjenek, és Drew reméli, hogy még hatékonyabbak lesznek. Az egyik robotját a múlt hónapban, a kanadai Montrealban tartott konferencián mutatta be. Jelenleg a vízi járművet nem lehet kormányozni, de Drew és csapata képesek irányítani annak magasságát, és ez hasonlít egy négymotoros alapvető quadcopterhez. A mozgó alkatrészek hiánya és a néma meghajtás miatt Drew elmondta, hogy a szemlélõk az iroképet „kísértetiesnek” és „mint egy UFO-nak” írták le.
Drew most arra törekszik, hogy javítsa mikrobotjainak tolóerejét, hogy gyorsabban és erősebben mozogjanak, és azon gondolkodik, hogyan fogják ezeket az ionoszkópokat egy nap irányítani, sőt azt is, hogy az emberek miként fogják velük kölcsönhatásba lépni, amikor ezek az eszközök belépnek a mindennapi életbe. . VR szimulációkat tervez, amelyek összekapcsolnák az embereket ezeknek a mikrobotoknak a rajával, amelyekkel az emberek találkozhatnak.
"A mikrobotika olyan fiatal terület" - mondta Drew. "A fejlődés érdekében minden szempontot meg kell nyomnia."
A cikk korábbi verziója helytelenül állította, hogy az ionokraft akkumulátorról repül. Jelenleg a vízi járművek tápfeszültséghez vannak kötve, de a jövőbeni verziók fogyaszthatják az akkumulátort. A Smithsonian.com sajnálja a hibát.
