Финские ученые активно ищут искусственную замену пчелам и другим опылителям

Разработка чувствительных к стимулам полимеров открыла широкие возможности для создания небольших роботов нового поколения с беспроводным управлением.

Инженеры уже давно знают, как использовать эти материалы для создания небольших роботов, которые могут ходить, плавать и прыгать. Однако до сих пор никому не удавалось заставить их летать.

Исследователи из группы «Легкие роботы» при университете Тампере сейчас решают, как заставить умный материал воспарить. Хао Цзэн, научный сотрудник Академии наук и руководитель группы, и Цзяньфэн Ян, докторант, придумали новый дизайн для своего проекта под названием FAIRY — летающие аэророботы на основе светочувствительных материалов. Они разработали робота на основе полимерной конструкции, который летает с помощью ветра и управляется светом.

Превосходя своих природных собратьев, этот искусственный росток оснащен мягким приводом. Привод изготовлен из светочувствительного жидкокристаллического эластомера, который при возбуждении видимым светом вызывает открытие или закрытие щетинок, — объясняет Хао Цзэн.

Искусственная фея управляется светом

Искусственная фея, разработанная Зенгом и Янгом, имеет несколько биомиметических особенностей. Благодаря высокой пористости (0,95) и легкости (1,2 мг), она может легко парить в воздухе, направляемая ветром. Более того, стабильная генерация разделенного вихревого кольца позволяет перемещаться на большие расстояния с помощью ветра.

Фею можно приводить в движение и управлять ею с помощью источника света, например, лазерного луча или светодиода, — говорит Цзэн.

Это означает, что свет можно использовать для изменения формы крошечной структуры, похожей на семя одуванчика. Фея может вручную адаптироваться к направлению и силе ветра, изменяя свою форму. Также можно использовать световой луч для управления взлетом и посадкой полимерной конструкции.

Потенциальные возможности применения в сельском хозяйстве

Далее исследователи сосредоточатся на улучшении чувствительности материала, чтобы обеспечить работу устройства при солнечном свете. Кроме того, они увеличат масштаб структуры, чтобы она могла нести микроэлектронные устройства, такие как GPS и датчики, а также биохимические соединения.

По словам Зенга, существует потенциал для еще более значительных применений.

Это звучит как научная фантастика, но эксперименты по проверке концепции, включенные в наше исследование, показывают, что наш робот представляет собой важный шаг к реалистичным приложениям, пригодным для искусственного опыления, — говорит он.

В будущем миллионы искусственных семян одуванчика, несущих пыльцу, можно будет свободно рассеивать естественным ветром, а затем направлять с помощью света в определенные районы с деревьями, ожидающими опыления.

Это окажет огромное влияние на сельское хозяйство во всем мире, поскольку потеря опылителей из-за глобального потепления стала серьезной угрозой для биоразнообразия и производства продуктов питания, — заявил Цзэн.

Проблемы, которые еще только предстоит решить

Однако сначала необходимо решить множество проблем. Например, как точно контролировать место посадки, как повторно использовать устройства и сделать их биоразлагаемыми? Эти вопросы требуют тесного сотрудничества с материаловедами и людьми, работающими в области микроробототехники.

Проект FAIRY стартовал в сентябре 2021 года и продлится до августа 2026 года. Он финансируется Академией Финляндии. Исследования летающего робота ведутся в сотрудничестве с доктором Вэньци Ху из Института интеллектуальных систем Макса Планка (Германия) и доктором Ханг Чжан из Университета Аалто.

Статья опубликована в журнале Advanced Science 27 декабря 2022 года.

30.01.2023


Подписаться в Telegram



Экология

NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Виноград, выращиваемый для производства в...

Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии

Исследователи из Токийского столичного ун...

Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике
Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике

Арктика, ледяная корона Земли, переживает клим...

EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении
EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении

Изменение климата может представлять большую о...

Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных
Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных

Прибрежные леса в Японии преимущественно ...

PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата
PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата

Центральные особенности эволюции человека могу...

Ртуть в тропиках — скрытая опасность
Ртуть в тропиках — скрытая опасность

Неоново-зеленые капюшоны, бирюзовые брюшки, на...

Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов
Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов

Бразильские исследователи протестировали фоток...

Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды
Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды

В ходе исследования, которое может улучшить пр...

Ученые выяснили, как получить менее липкий лед
Ученые выяснили, как получить менее липкий лед

Готовясь к зиме многие американцы столкну...

Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны
Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны

Международная группа ученых предостерегла от&n...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса