Verdens minste flygende robot

Etter over ti års slit gjorde forskerne drømmen til virkelighet: Den insektlignende roboten RoboBee er i lufta!

Publisert
Roboten RoboBee flyr med superraske, nesten usynlige vingeslag. (Foto: Kevin Ma and Pakpong Chirarattananon, Harvard University)
Roboten RoboBee flyr med superraske, nesten usynlige vingeslag. (Foto: Kevin Ma and Pakpong Chirarattananon, Harvard University)

Robert J. Wood var student på universitetet da han satte seg målet: Å lage en flygende robot etter modell fra insektverden. Helt ordinære fluer er tross alt noen av naturens sprekeste luftakrobater.

Nå har det gått 12 år, Wood er blitt professor, og prosjektet flyr – bokstavelig talt.

Den ørlille maskinen, mindre enn en binders og under et tidels gram tung, slår 120 ganger i sekundet med de flortynne vingene sine. Hver av vingene kan styres uavhengig av hverandre, og flukten kontrolleres av forskerne selv.

Lett motor

Det ser så enkelt ut. Men den bitte lille oppfinnelsen er resultatet av en temmelig tung forskningsinnsats. Når man skal bygge robot i insektklassen er nemlig ingen av ingrediensene å finne i butikken. Tvert imot må det meste faktisk finnes opp på veien.

Arbeidet med RoboBee har dermed satt forskere fra flere fagfelt i sving med å lage nye materialer, nye produksjonsteknikker og ikke minst, et lettere alternativ til den elektromagnetiske motoren.

Løsningen på sistnevnte ble bruk av fenomenet piezoelektrisitet, som innebærer at visse materialer lager elektrisitet når de blir klemt sammen eller strukket.

Denne prosessen kan også kjøres i revers, slik at elektrisk spenning kan få materialene til å utvide seg eller trekke seg sammen. Det er nettopp dette som skjer i den bitte lille roboten.

Elektrisitet tvinger små remser av keramisk materiale til å ese og krympe i raskt tempo, slik at de to vingene slår opp og ned.

Lang vei igjen

Men selv om RoboBee nå både kan lette og manøvrere i lufta, er løpet langt fra over. Som videoen viser, har den lille roboten fortsatt navlestrengen koblet til oppfinnerne sine.

Det finnes ennå ikke brenselceller som er lette og effektive nok til å levere nok energi, så roboten må fortsatt få strøm igjennom den tynne ledningen. Maskinen er også kontrollert fra en ekstern datahjerne.

Så nå er det bare å sette i gang med å lage en superliten hjerne, slik fluene har, og energiforsyning som er lett og effektiv nok til å passe ombord. Pluss trådløs styring, så klart.

Hvor mange år den jobben kommer til å ta, er jammen ikke sikkert.

Hvordan lage en motor som er så effektiv og lett at den kan få RoboBee til å fly? Forskerne måtte gjøre mange nye oppfinnelser for å få robotinsektet i lufta. (Foto: Kevin Ma and Pakpong Chirarattananon, Harvard University)
Hvordan lage en motor som er så effektiv og lett at den kan få RoboBee til å fly? Forskerne måtte gjøre mange nye oppfinnelser for å få robotinsektet i lufta. (Foto: Kevin Ma and Pakpong Chirarattananon, Harvard University)

Og så kan man jo spørre seg: hva er egentlig vitsen med at hauger av toppforskere vier år av livet og hvem vet hvor mange penger til å lage verdens minste lekefly?

Flytter grensene

Joda, de små robotene kan kanskje brukes til miljøovervåkning, redningsaksjoner eller pollinering av landbruksplanter, skriver forskerne i pressemeldinga.

Men den virkelige nytten ligger nok i alt utviklingsarbeidet.

- Dette prosjektet gir en felles motivasjon for forskere og ingeniører over hele universitetet til å bygge mindre batterier, designe mer effektive kontrollsystemer og skape sterkere, lettere materialer, sier Wood.

Disse nyvinningene kan vise seg å bli svært nyttige i helt andre sammenhenger.

- Det handler om å flytte grensene for hva vi tror vi kan gjøre, grensene for menneskelig oppfinnsomhet, konkluderer Wood.

Referanse:

K. Y. Ma, P. Chirarattananon, S. B. Fuller, R. J. Wood, Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot, Science, 3. mai 2013, vol. 340, s. 603-607.