Repülni képesek a nyomtatott robotrovarok - videó

Apró repülő robotrovarokat állítottak elő 3D nyomtatás segítségével a Cornell Egyetemen robotikusai. A 3D nyomtató rétegeket illeszt egymásra, így háromdimenziós tárgyak, prototípusok készítésére használható. Az egyes rétegek vastagsága tizedmilliméteres, ami nagy pontosságot biztosít egy modell elkészítésekor.

A csapkodó szárnyú gépezeteket ornitoptereknek nevezik, mely szó a görög ornithosz (madár) és pteron (szárny) szavakból származik. Egy ornitopter repülőgép nagyságú is lehet, a Torontói Egyetem diákjai által épített Snowbird például 32 méter hosszúságú és 42 kilogramm tömegű, és elbír egy embert.

A rovarméretű ornitoptereknél már az is eredmény, ha az akkumulátorukat magukkal tudják vinni. Ezek a lebegő robotrovarok nagyon vékony, könnyű és mégis erős szárnyakkal rendelkeznek. Gyártásuk idő- és próbaigényes, sok hibával járó folyamat. A 3D nyomtatás azonban nagy mértékben meggyorsította a szárnyak kialakítását, és lehetővé tette a valódi rovarszárny vagy szinte bármilyen más alakú szárnyforma lemásolását, méghozzá perceken belül.

A kutatók által létrehozott 3D-szárnyas ornitopter tömege mindössze 3,89 gramm, a gépecske kábelkapcsolat nélkül (azaz, saját energiával) 85 másodpercig képes lebegni. A Cornell kutatói egy Objet EDEN260V 3D nyomtatóval állították elő ezt a szerkezetet. A szárnyak szénszálas vázra feszített polietilén fóliából készültek, a törzset pedig egy kis GM14 motor, légcsavar és szárnypánt megtartására tervezték. A szárnyakat egy sebességváltóhoz csatlakozó főtengely hajtja, pontosabban készteti csapkodásra. Kezdetben egy egyenáramú áramforráshoz csatlakoztatták az ornitoptert, mely 1,5 gramm terhet volt képes felemelni - tehát ennyi lehet a repüléshez szükséges akkumulátorok tömege.

A következő feladat a stabilitás biztosítása volt, ehhez a szabadon repülő kisérleti ornitopter alatt és felett könnyű vitorlát alkalmaztak (ezt a videó második része mutatja). A kutatók most azt vizsgálják, hogyan hatnak a különböző szárnyszögek a repülésre, a stabilitásra.

A Snowbird volt az első tartós repülésre képes, emberi meghajtású ornitopter

A mérnökök csak az elmúlt évtizedben voltak képesek leutánozni a természettől a csapkodó szárnyú repülést. Meg kellett teremteni az elméleti és gyakorlati alapokat, ki kellett próbálni, hogy fennmarad-e a robot a levegőben, és megfelelő watt/gramm értékkel rendelkező akkumulátort kellett előállítani. A szárnyas automatákkal egyrészt a rovarok repülésére vonatkozó elméletek ellenőrizhetők, másrészt leendő ipari alkalmazások alapját vetik meg. Ha a kísérletek sikeresek lesznek, láthatunk majd néhány jól navigáló robotrovart - még az is lehet, hogy valódi ízeltlábúaknak nézzük őket.