A*STAR создала левитирующий ротор для гироскопа: навигация без GPS станет точнее
Исследователи из Центра квантовых инноваций A*STAR (A*STAR Q.InC), работающего в рамках сингапурской программы по полупроводникам, создали левитирующий ротор диаметром в несколько миллиметров. После отключения привода он продолжал вращаться более десяти часов — это рекордно низкие потери энергии для механического ротора такого размера.
Как сообщается в журнале Nature Communications, инженеры использовали эту платформу для демонстрации гироскопа с чувствительностью коммерческого уровня. Технология может обеспечить точную навигацию в местах, где недоступен спутниковый сигнал: под землей, в туннелях, под водой.
Обычные механические гироскопы теряют энергию из-за трения в опорах. Левитация устраняет физический контакт, но в диамагнитных системах возникают вихревые токи, которые рассеивают энергию и тормозят вращение. Команда A*STAR Q.InC подавила этот эффект за счет вращательной симметрии: при вращении вокруг центральной оси ротор проходит через практически однородное магнитное поле, что значительно снижает вихревые токи.
В результате потери энергии при вращении оказались примерно в 100 000 раз ниже, чем при боковых и вертикальных перемещениях. Это позволяет регистрировать сверхслабые силы и движения, необходимые для прецизионного зондирования.
Разработка решает давнюю проблему диамагнитной левитации и открывает путь к новым сверхчувствительным датчикам. Такие гироскопы могут использоваться в автономных подводных аппаратах, буровом оборудовании, а также в системах навигации для городских условий, где сигнал GPS часто пропадает.
В A*STAR Q.InC подчеркивают, что это лишь первый шаг к коммерческим продуктам. Исследователи продолжают работу над повышением стабильности ротора и интеграцией технологии в компактные устройства.
