Vědci vytvořili samočinného, vodního robota, který běží bez elektřiny

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

Výzkum byl publikován v časopise Nature Chemistry.

“Vodní-chodící” roboti

Tito “vodní-chodící” kapalinní roboti mohou potápět se pod vodu, aby získali cenné chemikálie, a poté se vrátit na povrch, aby je opakovaně doručili. 

Toto je první technologie svého druhu, která běží nepřetržitě bez elektrického vstupu. Může být potenciálně použita jako automatizovaný chemický syntetický nebo dodávací systém pro farmaceutické přípravky.

Tom Russell je hlavní autor výzkumu, hostující vědecký pracovník a profesor polymerové vědy a inženýrství z University of Massachusetts Amherst. Vede program Adaptivní interfacial assemblií pro strukturování kapalin v Materials Sciences Division v Berkeley Lab.

“Překročili jsme bariéru v navrhování kapalinného robotického systému, který může fungovat autonomně pomocí chemie pro kontrolu vztlaku objektu,” řekl Russell.

Podle Russella tato technologie významně rozšiřuje „liquiboty“, což je rodina robotických zařízení. Předtím výzkumníci prokázali, že tyto liquiboty mohou autonomně vykonávat úkoly, ale pouze jednou. Jiné mohou vykonávat úkoly nepřetržitě, ale vyžadují elektřinu pro provoz.

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

https://www.youtube.com/watch?v=BdS72O2c9nQ

Provedení experimentů

Russell a první autor Ganhua Xie provedli sérii experimentů v Materials 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 pair dozvěděl, že „krmení“ liquibotů solí je činí těžšími nebo hustšími než kapalinné řešení, které je obklopuje.

Spoluautori 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 řešení, shlukují se ve středu a naplní se vybranými chemikáliemi. To vede k reakci, která generuje kyslíkové bubliny, které zvedají liquibot na povrch. Další reakce se odehrává, která táhne liquiboty k okraji nádoby, kde mohou vyložit svou nákladní.

Tento proces se opakuje opakovaně.

Liquiboty mohou dokončit řadu úkolů současně v závislosti na jejich formulaci. Zatímco některé mohou detekovat různé typy plynu v prostředí, jiné mohou reagovat na specifické typy chemikálií. 

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

Tým se nyní bude snažit zvětšit technologii pro větší systémy, zatímco bude zkoumat, jak ji nechat fungovat na pevných površích.