روبوتات ناعمة طافية يمكنها إزالة الزيت والملوثات من الماء

قام مهندسون في جامعة كاليفورنيا – ريفرسايد بإنشاء فيلم روبوتي طافي يمكن تدريبه على تنظيف تسربات النفط في البحر أو إزالة الملوثات من مياه الشرب.

يمكن نشر هذا الفيلم، الذي يعمل بالضوء ويتغذى بالماء، بشكل غير محدود لتنظيف المناطق النائية. هذا أمر بالغ الأهمية بالنظر إلى حقيقة أن العديد من هذه المناطق لا توجد فيها أي وسيلة لإعادة الشحن.

نشرت الأبحاث في Science Robotics.

روبوتات ناعمة مستدامة

زوي لي هو كيميائي في جامعة كاليفورنيا – ريفرسايد.

“كانت мотيفنا هو جعل الروبوتات الناعمة مستدامة وقادرة على التكيف مع التغيرات في البيئة. إذا تم استخدام الضوء كsource للطاقة، فإن هذه الآلة مستدامة ولا تتطلب مصادر طاقة إضافية”، قال لي. “الفيلم قابل لإعادة الاستخدام أيضًا”.

يسمى الفيلم Neusbot، وسمي على اسم فئة من الحيوانات التي تشمل الزلازل المائية. يمكن للحشرات مثل هذه الحركة على سطح البحيرات والجداول البطيئة باستخدام حركة نابضة، وهو ما تمكن العلماء من تكراره مع Neusbot.

هذا ليس الفيلم الأول الذي ينحني استجابة للضوء، ولكن الإصدارات السابقة لم تكن قادرة على توليد الحركة النابضة القابلة للتعديل والميكانيكية التي يمكن أن يفعلها Neusbot. باستخدام هذه الحركة، يمكنه العمل على أي سطح مائي.

“لا توجد طرق كثيرة لتحقيق هذا النوع من الحركة القابلة للتحكم باستخدام الضوء. لقد حلنا المشكلة بفيلم ثلاثي الطبقات يتصرف مثل محرك البخار”، قال لي.

الضوء كsource للطاقة

يستخدم Neusbot مبدأ مشابه للقطارات المبكرة لتشغيله. ومع ذلك، بدلاً من استخدام البخار من الماء المغلي لتشغيل حركته، يعتمد على الضوء كsource للطاقة.

الطبقة الوسطى من الفيلم مسامية، وقادرة على احتواء الماء، بالإضافة إلى أكسيد الحديد والقضبان النانوية النحاسية. يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى حرارة بفضل القضبان النانوية، والتي تتبخر الماء وتشغل الحركة النابضة على سطح الماء.

كما أن Neurobot محصن ضد موجة محيطية تؤثر عليه بسبب الطبقة السفلية كونها محببة للماء. هذا يعني أنه سيعود دائمًا إلى السطح. يمكن للمواد النانوية أيضًا تحمل تراكيز ملحية عالية دون أن تتضرر.

“أنا واثق من استقرارها في حالات الملح العالية”، قال لي.

يتحكم في اتجاه Neusobot عن طريق تغيير زاوية مصدر الضوء. مع قوة الشمس، يتحرك الروبوت إلى الأمام، ومع مصدر ضوء إضافي، يمكن التحكم في Neurobot للسباحة والتنظيف.

الإصدار الحالي له ثلاث طبقات، والفريق يريد في النهاية اختبار طبقة رابعة يمكنها امتصاص الزيت أو المواد الكيميائية الأخرى.

“عادة ما يرسل الناس السفن إلى موقع تسرب النفط لتنظيفه يدويا. يمكن لNeusbot القيام بهذا العمل مثل روبوت المكنسة، ولكن على سطح الماء”، قال لي.

يريد الفريق أيضًا محاولة التحكم في وضع تذبذب الروبوت بدقة أكبر، بالإضافة إلى منحها حركة أكثر تعقيدًا.

“نريد إظهار أن هذه الروبوتات يمكنها القيام بالعديد من الأشياء التي لم تنجح الإصدارات السابقة في تحقيقها”، ختم لي.