Ioneilla varustetut moottorit kuljettavat tällä hetkellä satelliitteja aurinkokunnan ulkopuolelta, mutta täällä maan päällä tämä futuristinen työntövoima voisi antaa voiman pienoisroboteille.
Daniel Drew, insinööriopiskelija Kalifornian yliopistosta, Berkeley, sai inspiraationsa tutkia pienoisroboteja tieteellisestä fiktioista, jonka hän söi lapsena.
Hyönteisten inspiroimia pienoisrobotteja voitaisiin joskus käyttää etsimään katastrofin jälkeen pelastetulle alueelle rajoitettuja tiloja, seuraamaan ilmanlaatua ja jopa täyttämään tosiasiallisten hyönteisten pölyttäjinä alueelta pyyhkäiset.
"Kuvittele maailma, jossa voimme hyödyntää jokaisen maapallon yksittäisen hyönteisen aistituloa", Drew sanoi. "Tällaista korkearesoluutioista tietoa voimme saada."
Mutta samoin kuin nämä bioinspiratoidut prototyypit näyttivät todennäköisesti toimivan, Drew sanoi, he joutuivat ongelmaan, johon heidän todellisen elämän inspiraationsa eivät kohdistuneet - energiaan. Toisin kuin hyönteinen, pienoisrobotti tarvitsee virtalähteen, ja se tarkoittaa yleensä jonkinlaista akkua. Mutta paristot voivat saada vain niin pieniä, ja isomman, tehokkaamman akun asettaminen mikrotulppaan tarkoittaa, että koko robotin on suurennuttava tarkoitustaan.
Drew sanoi neuvonantajansa mielestä kuitenkin, että vanha ratkaisu voisi ratkaista tämän modernin dilemman - ionin potkurit. Rakettien pioneerin Robert Goddardin kokeiluihin mennessä, nämä moottorit hyödyntävät yksinkertaista sähköstaattista vaikutusta, joka on tuttu useimmille ihmisille, jotka ovat vetäneet yhdessä kuivurista kiinni sukat. Pohjimmiltaan ionikäyttö toimii ampumalla elektronia kammioon, joka on täynnä jonkinlaista kaasua. Kun se osuu kaasun atomiin, elektroni koputtaa elektronin atomista, jolloin se on positiivisesti varautunut. Negatiivisesti varautunut ritilä kammion päätä lähellä vetää sitten atomin ulos potkurista. Annan atomista puristuva voima ajaa aluksensa eteenpäin.
Tämä voima on kuitenkin yhtä pieni kuin atomi, ja ionityöntövoimat ovat vaaleita verrattuna polttoaine- tai akkukäyttöisten moottorien tehoon. Yritykset mitoittaa ionitroottimia niin, että niistä tulee Tähtien sodan moottoreita tai jopa työskennellä lentälautoilla, ovat epäonnistuneet, koska voima on heikko. Ionimoottorit on siirretty avaruuden tyhjiöön, jossa niitä käyttävät satelliitit eivät ole ilman vastuskykyisiä ja tehokkuus on tärkeämpää kuin nopeus.
Mutta Drew huomasi, että kaikista makroskaalan virheistään ionin ohjaimet voivat tehdä ihmeitä mikromittakaavassa.
Hän suunnitteli pienimuotoisia ionilaitteita ja aloitti työskentelyn integroidakseen ne pienoisroboteihin. Nämä "ionokäsittelylaitteet" ovat suunnilleen puolen tuuman neliö ja lentävät kiinnityksen kautta. Tulevat versiot saattavat käyttää pieniä ajoneuvoakkuja jopa 10 minuutin lennolle, ja Drew toivoo näkevänsä ne entistä tehokkaammiksi. Hän esitteli yhtä robotistaan viime kuussa konferenssissa Montrealissa, Kanadassa. Nykyään alusta ei voida ohjata, mutta Drew ja hänen tiiminsä kykenevät hallitsemaan sen korkeutta tekemällä siitä samanlaisen kuin peruskvadotteri neljällä moottorillaan, hän sanoo. Koska liikkuvia osia ja äänetöntä työntövoimaa ei ole, Drew sanoo, että katselijat ovat kuvanneet ioni-aluksen "pelottavaksi" ja "kuin UFO: ksi".
Drew pyrkii nyt parantamaan mikrorobottinsa työntövoimaa saadakseen ne liikkumaan nopeammin ja voimakkaammin. Samalla hän miettii, kuinka näitä ionokoneita ohjataan yhtenä päivänä ja jopa kuinka ihmiset ovat vuorovaikutuksessa heidän kanssaan psykologisesti, kun nämä laitteet alkavat tulla jokapäiväiseen elämään. . Hän harkitsee VR-simulaatioita, jotka pariksi tekevät ihmisistä parven näiden mikrorobotien parista, joita voi kohdata.
"Mikrobotiikka on niin nuori kenttä", Drew sanoi. "Sinun on painotettava kaikkia sen osa-alueita edetäksesi."
Tämän artikkelin aikaisemmassa versiossa todettiin virheellisesti, että ionilaatikko lentää akun kautta. Tällä hetkellä veneet on kytketty virtalähteeseen, mutta tulevat versiot saattavat käyttää akun virtaa. Smithsonian.com pahoittelee virhettä.
