Роботов-насекомых предложили складывать как оригами

Для создания прототипов используется 18 слоёв из углеродного волокна, пластиковой плёнки Kapton, тонкого титанового листа, медных проводков, керамики и клеящих листов, которые выполняют связующую роль. Для вырезки применяется лазер.

Все слои затем ламинируются, но в их структуре остаются 115 гибких «петель» (по 2,4 миллиметров), позволяющие плоской в сечении конструкции формировать объёмный объект. Таким образом одновременно достигается жёсткость и возможность в один техпроцесс получить сразу готовый трёхмерный объект весом в 90 милиграммов.

Гарвардская монолитная пчела (Mobee) разворачивается прямо на сборочном стенде. При этом на одном стенде могут вырезаться одновременно шаблоны для дюжин мини-роботов.

До изобретения технологии исследователи из лаборатории при SEAS трудились над роботами размером с насекомых, которые могли бы летать и управляться самостоятельно в рамках колонии, подобной улью или муравейнику. Производство мини-роботов даже в лабораторных условиях было очень трудоемким процессом. «Вы берёте очень твёрдую тунгстеновую нить, мажете суперклеем и бежите к микроскопу, чтобы увидеть, куда её вставлять, прямо как хирург при артроскопии», — рассказывает один из авторов изобретения Прасеев Сритхаран.

Кроме того, новая технология позволяет использовать углеродное волокно, уже прошедшее термическую обработку. Применявшееся до этого необработанное волокно было мягким, его было сложнее правильно зафиксировать, а требовавшаяся после этого температурная обработка вводила ещё один промежуточный — до установки электронных компонентов — этап. Теперь электроника размещается прямо на робопчёлах, словно на обычных печатных платах. При использовании предварительно напряжённых материалов можно даже организовать самосборку.

Потенциальное применение технологии выходит далеко за пределы производства микро-БПЛА. С её использованием может быть собрано любое электромеханическое устройство. Поскольку в технологии задействованы те же технические средства, которые применяются для изготовления печатных плат, ее легко можно развернуть в промышленном масштабе.

Детали производственного процесса будут детально описаны в свежем номере Journal of Micromechanics and Microengineering. На технологию уже подана патентная заявка, а также ведутся переговоры с венчурными компаниями о её коммерциализации.