Биметаллические материалы состоят из двух слоев различных металлов, в этом они кардинально отличаются от сплавов, в которых эти металлы смешиваются более-менее равномерно. Причина делать столь необычный материал заключается в использовании в своих интересах различных свойств этих двух металлов, когда биметалл нагревается, разница в коэффициентах температурного расширения металлов заставляет материал деформироваться до тех пор, пока он не остынет до нормальной температуры. В некоторых технологиях детали из биметалла служат для прямого преобразования тепла непосредственно в энергию механического движения, и исследователи из университета Токио придумали, как использовать все это для того, чтобы заставить перемещаться небольшого робота. Этот робот не имеет никаких датчиков и приводов, единственное, что ему нужно — это горячая поверхность, по которой он может ходить практически вечно.
Робот Thermobot
Ключом к возможности передвижения робота Thermobot являются две уловки. Во-первых, центр его массы поднят достаточно высоко и когда одна из его биметаллических конечностей изгибается под воздействием тепла, все его тело наклоняется вперед и робот делает шаг. Этому процессу оказывает содействие груз, закрепленный внизу его ноги, который не только увеличивает его устойчивость, но и согласован с грузом в верхней части для того, чтобы образовать рычаг, заставляющий робота сделать шаг.
Процесс перемещения
Следует отметить, что такой принцип не будет работать в равномерно нагретой окружающей среде. Поверхность, по которой может перемещаться робот Thermobot, должна быть нагрета минимум на 50 градусов выше температуры окружающей среды, что дает возможность биметаллу периодически нагреваться и охлаждаться, повторяя один и тот же цикл. На приведенном ниже видеоролике показан процесс перемещения робота Thermobot по поверхности, нагретой до 170 градусов Цельсия при температуре окружающей среды в 26 градусов. Однако, для робота не имеет значения абсолютное значение температуры, он будет ходить и при температуре в 300 градусов, пока поверхность будет более горяча, нежели окружающая среда.
Использование биметалла — это, без сомнения, один из самых новых методов передвижения для роботов. Огромным плюсом является то, что технология абсолютно пассивна и для движения используется энергия, черпаемая из окружающей среды. Однако, весьма и весьма тяжело представить себе области практического применения для подобных роботов. Но исследователи сейчас занимаются поисками новых биметаллических материалов, которые позволят роботу Thermobot ходить при более низких температурах, которые попадают в безопасный для человека диапазон. И, если им удастся это сделать, то данная технология перемещения сможет быть использована на практике в некоторых областях науки и техники.
