Flydende bløde robotter kunne fjerne olie og forureninger fra vand

Ingeniører fra University of California – Riverside har skabt en flydende, robotisk film, der kan trænes til at rense op efter olieudslip til søs eller fjerne forureninger fra drikkevand.

Den nye film, der er drevet af lys og brændstof fra vand, kan deployes ubegrænset til at rense afsondrede områder. Dette er afgørende, da mange af disse områder ikke har mulighed for genopladning.

Forskningen er offentliggjort i Science Robotics.

Bæredygtige bløde robotter

Zhiwei Li er en kemiker fra UCR.

“Vores motivation var at gøre bløde robotter bæredygtige og i stand til at tilpasse sig selv til ændringer i miljøet. Hvis sollys bruges som kraftkilde, er denne maskine bæredygtig og kræver ikke yderligere energikilder,” sagde Li. “Filmen er også genbrugbar.”

Filmen kaldes Neusbot, opkaldt efter en kategori af dyr, der inkluderer vandløbere. Insekter som disse kan bevæge sig langs overfladen af søer og langsomt flydende strømme ved at bruge en pulserende bevægelse, som videnskabsmændene kunne reproducere med Neusbot.

Dette er ikke den første film, der bøjer i respons til lys, men tidligere versioner har ikke kunnet generere den justerbare og mekaniske oscillation, som Neusbot kan. Ved at bruge denne bevægelse kan den fungere på enhver vandoverflade.

“Der er ikke mange metoder til at opnå denne kontrollerbare bevægelse ved hjælp af lys. Vi løste problemet med en tri-lags film, der opfører sig som en dampmaskine,” sagde Li.

Lys som kraftkilde

Neusbot bruger en lignende princip som tidlige tog til at drive det. Men i stedet for at bruge damp fra kogende vand til at drive dens bevægelse, afhænger det af lys som kraftkilden.

Den midterste lag af filmen er porøs og kan holde vand, samt jernoxid og kobbernanorør. Lysenergi omdannes til varme takket være nanorør, der fordampningsvand og driver den pulserende bevægelse over vandoverfladen.

Neurobot er også immun over for, at en bølge fra havet overmagter det, takket være den nederste lag, der er hydrofob. Dette betyder, at den altid vil flyde tilbage til overfladen. Nanomaterialerne kan også tåle høje saltkoncentrationer uden at blive beskadiget.

“Jeg er sikker på deres stabilitet i høje saltsituationer,” sagde Li.

Neusobots retning styres ved at ændre vinklen på lyskilden. Med solens kraft bevæger robotten sig fremad, men med en ekstra lyskilde kan Neurobot styres til at svømme og rense.

Dens nuværende version har tre lag, og holdet ønsker at teste en fjerde lag, der kan absorbere olie eller andre kemikalier.

“Normalt sender man skibe til olieudslipets sted for at rense håndtering. Neusbot kunne udføre dette arbejde som en robotstøvsuger, men på vandoverfladen,” sagde Li.

Holdet ønsker også at prøve at styre robotens oscillationsmode mere præcist, samt give den mere kompleks bevægelse.

“Vi ønsker at demonstrere, at disse robotter kan gøre mange ting, som tidligere versioner ikke har opnået,” sagde Li.