1cm도 안 되는 가장 작고 가벼운 무선 비행 로봇 The Tiniest Flying Robot Soars Thanks to Magnets
자석 덕분에 날아오르는 가장 작은 비행 로봇 날개폭이 1cm도 안 되는 프로토타입에는 온보드 전원이 없습니다.
이 작은 드론은 영구 자석 한 쌍을 내장하고 있어 외부 자기장을 이용하여 비행합니다.
새로운 프로토타입이 가장 작고 가벼운 무선 비행 로봇이라는 타이틀을 차지하려 하고 있습니다.
The Tiniest Flying Robot Soars Thanks to Magnets
https://spectrum.ieee.org/flying-robot-2671447539
날개폭이 1cm도 안 되는 무선 구동 로봇은 현재 비행을 주도하는 자기장 에서 얼마나 멀리 이동할 수 있는지에 매우 제한적입니다 . 그러나 이를 개발한 과학자들은 범위를 늘리는 방법이 있다고 제안하는데, 이는 수색 및 구조 작업, 산업 현장에서 손상된 기계 검사, 심지어 식물 수분과 같은 잠재적인 응용 분야로 이어질 수 있습니다 .
비행 로봇을 축소하는 한 가지 전략은 배터리를 제거 하고 테더를 사용하여 전기를 공급하는 것입니다 . 그러나 테더 비행 로봇은 복잡한 환경에서 자유롭게 작동하는 데 문제가 있습니다. 이로 인해 일부 연구자들은 로봇 비행에 전원을 공급하는 무선 방법을 탐구하게 되었습니다.
캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 기계 공학 교수인 리웨이 린은 "전선을 전원으로 사용하지 않고도 언제 어디서나 날 수 있는 비행 로봇을 만드는 것이 꿈이었습니다."라고 말합니다 . 린과 그의 동료 연구자들은 Science Advances 에 연구 결과를 자세히 설명했습니다 .
3D 인쇄 비행 로봇 디자인
각 비행 로봇은 4개의 날개가 있는 프로펠러로 구성된 3D 인쇄된 본체를 가지고 있습니다. 이 로터는 비행 중에 로봇이 균형을 유지하는 데 도움이 되는 링으로 둘러싸여 있습니다. 각 본체 위에는 두 개의 작은 영구 자석이 있습니다 .
전체적으로 곤충 크기의 프로토타입은 날개폭이 9.4mm에 불과하고 무게는 21mm에 불과합니다. 이전에 보고된 가장 작은 비행 로봇은 고정 또는 비고정 모두 너비가 28mm 였습니다 .
외부 교류 자기장에 노출되면 로봇은 고정줄 없이 회전하고 날 수 있습니다. 비행을 유지하는 데 필요한 가장 낮은 자기장 강도는 3.1밀리테슬라입니다. (비교해 보면 냉장고 자석의 강도는 약 10mT 입니다 .)
적용된 자기장이 310Hz의 주파수와 번갈아 가며 나타나면 로봇은 호버링할 수 있습니다. 340Hz에서는 위로 가속합니다. 연구자들은 적용된 자기장을 조정하여 로봇을 측면으로 조종할 수 있습니다. 로봇은 충돌 후 복잡한 감지 또는 제어 전자 장치 없이도 공중에 머물 수 있습니다. 충격이 너무 크지 않은 한 말입니다.
실험 결과, 로봇이 생성하는 양력은 무게보다 14% 더 높아서 탑재물을 운반하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 너비가 20.5mm이고 무게가 162.4mg인 프로토타입은 110mg 무게의 적외선 센서를 운반하여 주변 환경을 스캔할 수 있습니다. 이 로봇은 주어진 에너지를 양력으로 변환하는 데 효율적임이 입증되었습니다. 이는 거의 모든 다른 보고된 비행 로봇(테더링 또는 비테더링)보다 더 우수하며, 과일파리와 벌새 보다 더 우수합니다 .
현재 이러한 프로토타입의 최대 작동 범위는 자기 코일에서 약 10cm 떨어져 있습니다. 이러한 로봇의 작동 범위를 확장하는 한 가지 방법은 코일을 더 추가하고, 이러한 코일의 구성을 최적화하고, 빔포밍 코일을 사용하여 경험하는 자기장 강도를 10배로 높이는 것입니다 . Lin은 이러한 개발을 통해 로봇이 자기 코일에서 최대 1m 떨어진 곳으로 비행할 수 있습니다.
과학자들은 로봇을 더욱 소형화할 수도 있습니다. 그러면 로봇이 더 가벼워지고 추진에 필요한 자기장 강도가 줄어듭니다. 린은 " 라디오나 휴대전화 전송 신호와 같은 전자기파 를 사용하여 마이크로 비행 로봇을 구동하는 것이 가능할 수 있습니다."라고 말합니다. 연구원들은 미래 연구에서는 전자 부품을 구동하기 위해 로봇에 자기 에너지를 전기로 변환할 수 있는 장치를 배치할 수도 있다고 덧붙였습니다.
The Tiniest Flying Robot Soars Thanks to Magnets
https://spectrum.ieee.org/flying-robot-2671447539
Why Is MIT Making Robot Insects?
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