Инженеры Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) представили необычное решение для полёта миниатюрных дронов: они научились использовать звуковые волны в качестве источника тяги. В отличие от традиционных летательных аппаратов, эти устройства не нуждаются ни в двигателях, ни в аккумуляторах, ни в какой-либо электронике. Вместо этого они оснащены специальными акустическими полостями, которые при определённых частотах преобразуют энергию звука в направленный поток воздуха, создавая тягу. Это открытие может лечь в основу принципиально новых технологий для микроскопических роботов и устройств для исследований в труднодоступных местах.
Принцип работы дронов построен на явлении резонанса Гельмгольца, знакомом каждому, кто когда-либо дул в пустую бутылку и слышал характерный гул. В случае с новыми дронами воздух внутри полостей начинает вибрировать под воздействием внешнего звука, а затем выбрасывается наружу в виде концентрированной струи. Входящий поток при этом остаётся рассеянным, что позволяет контролировать направление движения. По словам директора лаборатории Сельмана Сакара, команда разработала резонаторы, способные настраиваться на определённые частоты для создания управляемого движения — как по горизонтали, так и по вертикали.
Команда EPFL использовала технологию 3D-нанопечати для создания рабочих прототипов дронов. Эти аппараты весят всего около 150 микрограммов — сравнимо с песчинкой — и могут быть изготовлены из самых разных материалов: пластика для 3D-печати, эластичных полимеров или даже стекла. Учёные подчёркивают, что выбор материала зависит от конкретных задач: например, для медицинских применений может потребоваться биосовместимый вариант, а для промышленных — более прочный.
Хотя технология пока находится на ранней стадии развития, её потенциал уже очевиден. В первую очередь разработчики видят применение таких дронов в узких пространствах — например, для поиска трещин в трубах или обследования внутренних полостей механизмов. Другое перспективное направление — использование в биомедицинских исследованиях, где микроскопические аппараты могли бы перемещаться по организму, не повреждая ткани. Управление полётом осуществляется за счёт искусственно созданного звукового поля, что открывает возможности для точного позиционирования устройств в сложных условиях.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances, что подтверждает их значимость для научного сообщества. Швейцарская команда не останавливается на достигнутом и уже работает над масштабированием технологии. В будущем такие бесшумные и энергонезависимые дроны могут стать основой для новых классов робототехнических систем, где важны минимальные размеры и отсутствие электронных компонентов.
