Spalinowy minirobot i jego zastosowania. Naukowcy mają pewien plan

Napędzają je źródła zasilania o niskiej gęstości energii, takie jak akumulatory, są też w stanie wytwarzać jedynie niewielkie siły mechaniczne. Wyzwania te dodatkowo pogłębiają straty wydajności spowodowane miniaturyzacją podzespołów. Im mniejsze źródła energii i siłowniki, tym niższa moc wyjściowa i ładunek użyteczny robotów. Dlatego naukowcy poszukują bardziej wydajnych sposobów zasilania małych robotów. Paliwa chemiczne mogą mieć gęstość energii wielokrotnie większą niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych, jednak trudno było opracować siłowniki, które potrafią przekształcić energię chemiczną w pracę mechaniczną.

Dr Cameron Aubin i jego współpracownicy z Cornell University (USA) zbudowali lekki, miękki mikrosiłownik wykorzystujący spalanie paliw węglowodorowych. Waży on zaledwie 325 miligramów, posiada komorę spalania wykonaną techniką druku 3D, elastomerową membranę, parę elektrod i rurkę do wtrysku paliwa. Metan w komorze spalania zapala się pod wpływem iskry z elektrod, co powoduje rozszerzanie się elastomerowej membrany siłownika.

Podczas odprowadzania gazów spalinowych, membrana cofa się, odwracając cykl. Siłownik osiągnął przemieszczenie 140 proc., działał przy częstotliwościach większych niż 100 Hz i generował siły większe niż 9,5 niutona. Aby zademonstrować możliwości siłownika, twórcy wbudowali go w czworonożnego robota wielkości owada, który był w stanie zwinnie poruszać się po różnych powierzchniach, pokonywać przeszkody pełzając i skacząc, a także przenosić ładunek stanowiący 22-krotność własnej masy.