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I ricercatori del Toyota Central R&D Labs hanno creato un robot volante delle dimensioni di un insetto che può sbattere le ali. Il robot è alimentato da un ricevitore di energia RF con un’impressionante densità di potenza di 4900 W/kg.
I piccoli droni tendono a funzionare per un tempo molto breve a causa di un’alimentazione limitata e Toyota Central R&D ha deciso di aggirare questo ostacolo.
Attualmente, gli alimentatori senza contatto che utilizzano onde elettromagnetiche stanno trovando sempre più un uso pratico in vari prodotti, ma non è stato precedentemente studiato come possono essere utilizzati in piccoli robot volanti.
Pertanto, l’obiettivo principale dei ricercatori era creare un robot volante delle dimensioni di un insetto in grado di caricarsi utilizzando la tecnologia wireless. Il robot che hanno creato è dotato di un motore piezoelettrico che si agita alimentato da un’antenna a dipolo da 5 GHz.
“Una delle caratteristiche chiave del nostro robot è lo sbattimento altamente efficiente, che si ottiene attraverso l’uso di un potente materiale piezoelettrico monocristallino e un design a bassa perdita con due ali una di fronte all’altra come due mani che si sbattono. Questo design fornisce un rapporto potenza-peso paragonabile a quello degli insetti vivi”
ha detto a TechXplore il coautore Takashi Ozaki.
Un problema chiave nei robot in miniatura è l’instabilità termica causata dalla perdita di potenza. Per risolvere questo problema, Ozaki e i suoi colleghi hanno ottimizzato il design del loro robot in modo che i componenti che generano calore non siano vicini l’uno all’altro.
Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato un ricevitore di energia RF con una densità di potenza significativamente superiore alla densità di potenza delle batterie standard ai polimeri di litio della stessa massa. Ciò ha notevolmente migliorato l’efficienza e il tempo di attività del robot.
“Penso che la nostra scoperta più importante sia che un circuito che pesa fino a un grammo può ricevere ed elaborare un’elevata potenza superiore a 1 W a distanza tramite onde a radiofrequenza. Ciò suggerisce che non solo i robot volanti, ma anche vari altri dispositivi che richiedono molta potenza in piccole dimensioni, possono essere implementati senza batterie”
ha affermato Ozaki.
Il robot, creato dal team di Ozaki, pesa solo 1,8 g, ovvero 25 volte meno di altri micro-dispositivi alimentati a radiofrequenze. In futuro, potrebbe essere utilizzato per eseguire compiti complessi che comportano la penetrazione in crepe, tubi o altri spazi molto ristretti.
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