Ветер перемен: роботы-оригами открывают новые горизонты в изучении атмосферы

Исследователи из Университета Вашингтона разработали маленькие роботизированные устройства, способные изменять скорость и направление свободного падения путём изменений формы, раскладываясь в воздухе благодаря техникам оригами. Наиболее очевидная сфера их применения — наука, конкретнее — сбор различных показаний из атмосферы.

При сбросе таких микророботов, например, с дрона — они способны раскладываться как зонтик в нужный момент для выбора оптимального направления движения и медленного спуска вниз в вертикальном положении.

Исследователи реализовали смену формы разными способами. Как автоматически — по датчику давления или таймеру, так и вручную — через Bluetooth. Само раскладывание осуществляется за счёт крошечных приводов, которым требуется лишь 25 миллисекунд для изменения своего положения. При этом роботы получились достаточно жёсткими, чтобы не раскладываться случайно от потока воздуха.

Вес каждого такого устройства составляет около 400 миллиграммов, во многом потому, что элементов автономного питания на корпусе не предусмотрено — роботы функционируют напрямую от солнечной энергии.

В зависимости от цели исследования на роботов можно смонтировать датчики температуры, влажности и любые другие, которые не нарушат их аэродинамические показатели.

Будучи сброшенными с высоты 40 метров, необычные устройства способны преодолеть расстояние целого футбольного поля. Исследователи добились такого эффекта благодаря сочетанию схемы складывания оригами Miura-ori с грамотной компоновкой элементов на корпусе робота.

Всё это позволяет летающим устройствам имитировать полёт различных типов листьев. В сложенном состоянии они беспорядочно вращаются на ветру, подобно листу вяза. А в разложенном они могут устойчиво и медленно спускаться, прямо как лист клёна.

Текущие модели роботов могут переключаться пока только в одном направлении — от хаотично-вращающегося состояния к медленно пикирующему. Это позволяет учёным контролировать спуск нескольких роботов одновременно, раскрывая их лишь в определённый момент, чтобы направить их в разные стороны при движении вниз.

В будущем планируется, что такие устройства будут способны переключаться в обоих направлениях, что позволит более точно контролировать направление и скорость движения в условиях переменного ветра, подчеркнули исследователи.