RoBeetle использует искусственные мускулы, которые получают энергию от сжигания метанола, благодаря чему его время работы значительно превышает показатели подобных устройств, работающих от электричества.
Хотя электрохимические батареи обладают рядом преимуществ, они не являются столь эффективными накопителями энергии, как традиционное жидкое топливо. Их ограничения особенно ощутимы при использовании в небольших масштабах, поэтому микроскопические устройства (массой менее грамма) зачастую остаются подключенными к источнику питания тонким проводом или вынуждены ограничиваться крайне коротким временем работы.
Несмотря на это, удельная энергия метанола (20 МДж/кг) значительно превышает показатели даже самых передовых аккумуляторных батарей (1,8 МДж/кг). В связи с этим, разработчики из Университета Южной Калифорнии создали RoBeetle – миниатюрного робота, использующего сгорание метанола в качестве источника энергии и способного демонстрировать значительно большую автономность по сравнению с роботами, работающими на электричестве. Об этом сообщают Сюфэн Ян (Xiufeng Yang) и его коллеги в статье, опубликованной в журнале Science Robotics.
Искусственные «мускулы», сокращающиеся под воздействием метанола, были разработаны авторами. В качестве основы для них используются тонкие проволоки нитинола — никель-титановые сплавы с памятью формы позволяют изготавливать детали, которые можно деформировать, но при нагревании они восстанавливают первоначальную форму. На эти нити нанесено платиновое покрытие, выступающее в роли катализатора, необходимого для сгорания паров метанола. Выделяемое тепло приводит к сокращению нитиноловых «ножек» робота, которые затем расширяются при охлаждении.
Команда разработчиков показала, что, несмотря на свои небольшие габариты, RoBeetle способен преодолевать поверхности с различной текстурой, включая бетон, гладкое стекло и мягкую подушку. С учетом собственного веса в 88 миллиграммов, робот способен буксировать грузы, в 2,6 раза превышающие его массу. Дополнительный резервуар объемом 95 миллиграммов метанола позволяет роботу функционировать автономно почти два часа. Авторы заверяют, если бы подобная система работала от батареи, ее время работы не превысило бы нескольких секунд.