Vědci vytvořili samočinného, vodního robota, který běží bez elektřiny

Vědci z Department of Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) a University of Massachusetts Amherst vyvinuli první samočinného, vodního robota, který může běžet nepřetržitě bez elektřiny. 

Výzkum byl zveřejněn v časopise Nature Chemistry.

“Water-Walking” Roboti

Tito „water-walking“ kapalinní roboti mohou potápět se pod vodu, aby získali cenné chemikálie, a poté se vynořit, aby je opakovaně doručili. 

Toto je první technologie svého druhu, která může běžet nepřetržitě bez elektrického vstupu. Může být potenciálně použita jako automatizovaný chemický syntetizér nebo systém dodávky léků pro farmaceutické účely.

Tom Russell je hlavní autor výzkumu, hostující vědecký pracovník a profesor polymerové vědy a inženýrství na University of Massachusetts Amherst. Vede program Adaptive Interfacial Assemblies Towards Structuring Liquids v Materials Sciences Division v Berkeley Lab.

„Překročili jsme bariéru při navrhování kapalinného robotického systému, který může fungovat autonomně pomocí chemie ke kontrole vztlaku objektu,” řekl Russell.

Podle Russella tato technologie významně rozšiřuje „liquiboty“, které jsou rodinou robotických zařízení. Předtím výzkumníci prokázali, že tyto liquiboty mohou autonomně vykonávat úkoly, ale pouze jednou. Jiné mohou vykonávat úkoly nepřetržitě, ale vyžadují elektřinu k provozu.

„Nemusíme poskytovat elektrickou energii, protože naše liquiboty získávají svou sílu nebo „potravu“ chemicky z okolního média,” řekl Russell.

Provedení experimentů

Russell a první autor Ganhua Xie provedli sérii experimentů v Material Sciences Division v Berkeley Lab. Xie je bývalý postdoktorandský výzkumník v Berkeley Lab a目前 je profesorem na Hunan University v Číně. 

Prostřednictvím těchto experimentů se pairu podařilo zjistit, že „krmení“ liquibotů solí je činí těžšími nebo hustějšími než okolní kapalinné roztok.

Spoluautoři Paul Ashby a Brett Helms z Molecular Foundry v Berkeley Lab provedli další experimenty, které prokázaly, jak liquiboty transportují chemikálie tam a zpět.

Liquiboty jsou pouze 2 milimetry v průměru a protože jsou hustější než roztok, shlukují se ve středu a naplní se vybranými chemikáliemi. To vede k reakci, která generuje kyslíkové bubliny, které zvedají liquibot na povrch. Další reakce probíhá, která táhne liquiboty k okraji nádoby, kde mohou vyložit svou zátěž.

Tento proces se opakuje znovu a znovu.

Liquiboty mohou současně vykonávat řadu úkolů v závislosti na jejich složení. Zatímco některé mohou detekovat různé typy plynů v prostředí, jiné mohou reagovat na specifické typy chemikálií. 

Kromě těchto aplikací mohou liquiboty také umožnit autonomní, nepřetržité robotické systémy, které se používají v objevování léků nebo syntéze léků. 

Tým se nyní bude snažit zvětšit technologii pro větší systémy a prozkoumat, jak ji membuat fungovat na pevných površích.