Инженеры разработали миниатюрных роботов, способных двигаться без встроенных двигателей. Энергию для работы устройств обеспечивают звуковые волны определенной частоты. Результаты исследования, как сообщает Live Science, опубликованы 12 августа в журнале Science Advances.
В основе технологии лежит резонанс Гельмгольца — явление, которое в 1856 году изучал немецкий физик Герман фон Гельмгольц. Оно возникает, например, когда воздух в пустой бутылке начинает колебаться при выдувании через горлышко. При резонансе из полости выходит слабая струя воздуха, а ученые сумели использовать этот эффект для создания тяги.
Исследователи изготовили полые резонаторы с помощью двухфотонной 3D-печати. Уменьшение размеров таких камер переводит необходимую для их работы частоту в ультразвуковой диапазон, который не слышит человек. Лабораторные испытания и компьютерное моделирование подтвердили, что конструкции создают расчетную тягу.
Команда также собрала лодки длиной около пяти сантиметров, оснастив их несколькими резонаторами. Каждый из них был настроен на отдельную частоту и направлен в свою сторону. Меняя тон звука из расположенного рядом динамика, ученые могли направлять лодки вперед, влево или вправо.
Кроме того, были созданы микролетательные аппараты размером около одного миллиметра. Одни из них поднимались за счет воздушной тяги, направленной вниз по принципу ракеты, другие вращали небольшие лопасти и летели подобно вертолетам. Авторы полагают, что этот подход может применяться для бесконтактного перемещения малых объектов и создания гибких поверхностей, меняющих форму под воздействием заданной частоты, в том числе для медицинских устройств.