МИНИАТЮРНЫЕ РОБОТЫ - ТРАНСФОРМЕРЫ, ИССЛЕДОВАТЕЛИ, КОСМОРОБОТЫ, ОХРАННЫЕ, БОЕВЫЕ

Поскольку массы микро- и минироботов и мелких животных и насекомых близки, методы передвижения в технике строятся но аналогии с живыми организмами-прототипами. К ним относятся отдельные элементы преобразовательных устройств минироботов и бионических приводных систем типа прыгающих, лазающих, ползающих, скользящих и т.д.

В дополнение к этому МЭМС технологии позволяют выполнить механические и электронные функциональные устройства на одном кремниевом чипе. Передовые технологии компоновки, использующие мультичиповые модули и вырабатывающие смешанный электрический сигнал, обеспечивают практическое развитие новых идей по интегрированию формы и содержания для микро- и минироботов.

Следует отметить, что в настоящее время еще не наступил прорыв в областях хранения, генерации и преобразования энергии применительно к микро- и минироботам. Поэтому чтобы дать возможность микро- и минироботам выполнять работу в течение длительного времени в различных условиях окружающей среды, актуален поиск новых технических способов передачи или получения энергии для зарядки и перезарядки отдельных подсистем роботов.

Одним из наиболее перспективных типов движителей является пьезоэлектрический, он состоит из тонких керамических пластин, которые изгибаются, когда электричество подается к ним, и возвращаются к первоначальной форме, если энергия отключена. Подобная технология применяется, например, для создания вибрации в пейджере. Исследования показывают, что использование пьезоэлектрического способа передвижения является преимуществом по сравнению с обычной технологией. Пьезоэлектрические двигатели способны к превращению свыше 90% электрической энергии в механическую, принимая во внимание то, что электрический двигатель имеет коэффициент полезного действия приблизительно 60%.

Такой микроробот оборудован системами управления и восприятия окружающей обстановки. В системе управления робота одна из микросхем управляет подачей напряжения на пьезокристаллы. На теле робота могут быть установлены различного вида датчики, а в качестве источника энергии - использованы батарейки от наручных часов, энергии которой достаточно для прохождения микророботом нескольких сот метров, что подтверждается разработками учёных. Созданный учёными маленький насекомоподобный робот величиной 2-3 см найдет применение в самых различных сферах, в том числе и для военных разведывательных целей.

Учёные сконструировали несколько автономных роботов объемом не более 1 см3. Скорость перемещения робота - 0,5 м/мин.

Группы дистанционно управляемых микромашин смогут проникать внутрь зданий по вентиляционным шахтам и трубопроводам. Они станут выявлять взрывные устройства, заложенные в местах, труднодоступных для человека, а также вести разведку территории. Вычислительная мощность процессора такого робота аналогична мощности первых ПК (тактовая частота до 1 МГц и ПЗУ порядка 8 кбайт). Действующая модель робота снабжена датчиками температуры, в дальнейшем планируется оснастить ее микрофоном, радиопередатчиком, устройствами дистанционного управления, инфракрасными датчиками движения, установить видеокамеру и получать изображения в масштабе реального времени, принимать кадры от микрофотокамеры.

Учёные разработали робота-паука, который может использоваться для исследования планет, комет, астероидов. Луны или же на Земле. Этот микроробот размером менее 20 см оснащен двумя антеннами, с помощью которых он обнаруживает препятствия. В настоящее время робот-паук имеет 6 ног, но в будущем число конечностей может быть увеличено до 8, 12 и даже 50. Сам робот-паук тоже может увеличиться в размере в зависимости от вида порученной ему работы.

Одним из интересных примеров иллюстрирующих военное приложение распределенной робототехнической системы, является проект Robart. Поэтому проекту разрабатывается перспективная роботизированная платформа “малоуязвимого бойца”, предназначенная для проведения разведывательных, охранных и антитеррористических спец-операций. В рамках проекта отрабатываются возможности по координации рефлексивного телеуправления и вопросы взаимодействия между основным боевым роботом типа Robart III и семейством вспомогательных минироботов, решающих задачи разведки и навигации, типа Hexapod.

Примеры мобильных минироботов на основе интегрированных технологий и функциональных узлов изделий микросистемной техники приведены на видео на этой страничке.

В настоящее время уже широко применяются датчики, разработанные на основе МЭМС и МОЭМС. Они нашли применение и в микросенсорных системах управления движением мини- и микророботов по различным поверхностям.