Юный техник, 2015 № 06 - [14]
ПАТЕНТНОЕ БЮРО
В этом выпуске ПБ мы поговорим о том, как научить робота прыгать, что такое полифункциональные материалы, как сделать электростанцию из собственного тела, какой прок от газировки в энергетике и как получить пельмени из… пушки.
Есть идея!
НАУЧИМ РОБОТА ПРЫГАТЬ
«Двуногих человекоподобных роботов-андроидов уже научили ходить (в том числе и по лестницам), бегать, даже танцевать и носить на себе грузы в рюкзаке. По-моему, осталось научить их прыгать через препятствия. Ведь такие навыки всегда пригодятся, например, военным роботам или андроидам-спасателям. Причем в качестве учителей я бы взял не людей, а, например, обезьян, которые прыгают куда ловчее нас. А, скажем, лягушки или кузнечики умеют прыгать далеко и высоко. Если бы человек умел прыгать так же, как кузнечик, то мы бы, наверное, запросто перепрыгивали Эйфелеву башню и с одного берега Волги на другой. А вы как думаете?»
Такое вот письмо мы получили от Степана Колодяжного из Волгограда. Он совершенно прав — пора учить роботов прыгать. Во всяком случае, над этой проблемой уже размышляют японские, американские и британские специалисты. Причем, например, Малкольм Бэрроуз (Malcolm Burrows) из Кембриджского университета (Великобритания) и его коллега Грегори Саттон (Gregory Sutton) из Бристольского университета предлагают взять в качестве примера для подражания… богомола. «Эти насекомые умеют быстро двигаться, управлять положением тела во время прыжка таким образом, что очень редко промахиваются во время охоты», — рассказал М. Бэрроуз.
Они вместе с коллегой провели серию видеосъемок обычных богомолов (Stagmomantis theophila), засняв около 400 их прыжков, и выяснили, что насекомые в совершенстве владеют своим телом в полете.
Пока, правда, ученые не знают, как нервная система богомола может столь быстро реагировать на изменения в положении тела и корректировать курс, и планируют это изучить в ходе последующих экспериментов с участием нейрофизиологов. По мнению Бэрроуза и Саттона, данные, собранные в ходе таких экспериментов, помогут робототехникам воспользоваться тем опытом, который богомолы приобрели в ходе миллионов лет эволюции, для создания молниеносно прыгающих четвероногих и двуногих роботов.
«Мне все чаще попадаются на глаза сообщения о том, что современные солнечные панели, дисплеи становятся все более гибкими и эластичными. Вот я и предлагаю: вместо того, чтобы вставлять солнечные батареи в клапаны туристского рюкзака, как предлагают некоторые, надо сделать такую батарею в виде ткани, которую можно расстелить на привале или просто набросить на плечи, подобно плащ-палатке. И ваш мобильник, радиоприемник, навигатор всегда будут обеспечены энергией».
Хорошую идею выдвинул Алексей Свиридов из г. Астрахани. Правда, он не указал технологию изготовления подобной ткани. Это сделали за него сотрудники «Отдела новых материалов» Томского госуниверситета (ТГУ). Совместно с коллегами из Российской академии наук они создают новый вид гибких солнечных батарей на основе ячеек Гретцеля.
«Такая ячейка представляет собой третье поколение фотоэлектрических технологий, — сообщает пресс-релиз университета. — Она изготавливается из дешевых материалов и не нуждается в сложном оборудовании. За это изобретение автор Михаэль Гретцель получил премию»…
Основой ячеек Гретцеля служат оксидные наноматериалы и их композиции. Растворы, из которых получают оксидные композиции, можно нанести на любой гибкий носитель — ткань, металлическую и полимерную пленку, тонкое стекло. После запекания на поверхности носителя появляется тончайшее композитное покрытие, обладающее способностью преобразовывать солнечный свет в электроэнергию.
«Применять нашу технологию можно в разных сферах: быту, сельском хозяйстве, оборонной промышленности и других, — пояснила руководитель лаборатории «Полифункциональные материалы» Людмила Борило.
— Например, гибкие солнечные батареи можно взять с собой в поход, использовать их для подзарядки ноутбука или мобильного телефона. Такой источник электроэнергии можно свернуть в рулон и положить в рюкзак. Другой перспективный вариант — создание ткани, обладающей способностью генерировать тепло из солнечного света. Одежда из нее будет легкой и при этом очень теплой. Это оптимальный вариант для людей, которые работают в Арктике либо на Севере в суровых климатических условиях».
Технически сложность создания такой ткани заключается только в одном: требуется разработать низкотемпературный метод получения наночастиц оксидов и их композиций, чтобы наночастицы при запекании надежно закрепились в структуре материала и не вымывались из нее при стирке и в процессе эксплуатации. И тогда из новых гибких солнечных батарей можно будет шить одежду, вырабатывающую электричество и тепло.
ВОЗВРАЩАЯСЬ К КОЛЕСУ
Колесо все продолжают и продолжают изобретать! Очередной вариант прислал нам по электронной почте Петр Щербаев ([email protected]).
«Я предлагаю вариант колеса с выдвигающимися сегментами, которое, на мой взгляд, пригодится в роботизированных комплексах. В одном состоянии оно позволит двигаться по ровной твердой поверхности, а в другом — по бездорожью. При движении по лестнице эта схема обеспечит плавную, приближенную к линейной характеристику крутящего момента на валу, и не нужно вводить в трансмиссию специальных понижающих передач.
