Επιστήμονες Δημιουργούν Αυτονοή Ρομποτική Λύση που Τρέχει Χωρίς Ηλεκτρικό Ρεύμα

Οι επιστήμονες στο Τμήμα Ενέργειας του Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) και το Πανεπιστήμιο του Massachusetts Amherst έχουν αναπτύξει το πρώτο αυτονοή, υδρόφιλο ρομπότ που μπορεί να τρέξει συνεχώς χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Chemistry.

Ρομπότ που Περπατούν στο Νερό

Αυτά τα ρομπότ που περπατούν στο νερό μπορούν να βουτήξουν κάτω από το νερό για να ανακτήσουν πολύτιμες χημικές ουσίες πριν επανεμφανιστούν για να τις παραδώσουν επανειλημμένα.

Αυτή είναι η πρώτη τεχνολογία του είδους που τρέχει συνεχώς χωρίς ηλεκτρική εισαγωγή. Θα μπορούσε потенτικά να χρησιμοποιηθεί ως αυτοματοποιημένο σύστημα χημικής σύνθεσης ή παράδοσης φαρμάκων για φαρμακευτικές εφαρμογές.

Ο Tom Russell είναι ο senior συγγραφέας της έρευνας, επισκέπτης καθηγητής και καθηγητής επιστήμης και μηχανικής πολυμερών από το Πανεπιστήμιο του Massachusetts Amherst. Ηγείται του προγράμματος Adaptive Interfacial Assemblies Towards Structuring Liquids στο τμήμα Materials Sciences του Berkeley Lab.

«Έχουμε σπάσει ένα εμπόδιο στο σχεδιασμό ενός ρομποτικού συστήματος υγρού που μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα χρησιμοποιώντας τη χημεία για τον έλεγχο της πλευστότητας ενός αντικειμένου», είπε ο Russell.

Σύμφωνα με τον Russell, η τεχνολογία βοηθά σημαντικά στην προώθηση των «liquibots», που είναι μια οικογένεια ρομποτικών συσκευών. Προηγουμένως, οι ερευνητές έχουν δείξει ότι αυτά τα liquibots μπορούν να εκτελέσουν αυτόνομα μια εργασία, αλλά μόνο μια φορά. Άλλα μπορούν να εκτελέσουν μια εργασία συνεχώς, αλλά απαιτούν ηλεκτρικό ρεύμα για να λειτουργήσουν.

«Δεν χρειαζόμαστε να παρέχουμε ηλεκτρική ενέργεια γιατί τα liquibots μας λαμβάνουν την ενέργεια ή «τροφή» τους χημικά από τα περιβάλλοντα μέσα», είπε ο Russell.

Εκτέλεση των Πειραμάτων

Ο Russell και ο πρώτος συγγραφέας Ganhua Xie εκτέλεσαν μια σειρά πειραμάτων στο τμήμα Materials Sciences του Berkeley Lab. Ο Xie είναι πρώην μεταδιδάκτωρ ερευνητής στο Berkeley Lab και τώρα καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Hunan στην Κίνα.

Μέσω αυτών των πειραμάτων, το ζευγάρι έμαθε ότι «ταΐζοντας» τα liquibots με αλάτι τα κάνει βαρύτερα ή πυκνότερα από τη λύση που τους περιβάλλει.

Οι συν-ερευνητές Paul Ashby και Brett Helms στο Molecular Foundry του Berkeley Lab εκτέλεσαν επιπλέον πειράματα που έδειξαν πώς τα liquibots μεταφέρουν χημικές ουσίες μπρος και πίσω.

Τα liquibots έχουν διάμετρο μόνο 2 χιλιοστόμετρα, και既然 είναι πυκνότερα από τη λύση, συσσωρεύονται στο κέντρο της και γεμίζουν με επιλεγμένες χημικές ουσίες. Αυτό οδηγεί σε μια αντίδραση που παράγει φυσαλίδες οξυγόνου, που ανυψώνουν το liquibot στην επιφάνεια. Μια άλλη αντίδραση λαμβάνει χώρα που τραβά τα liquibots στο χείλος του контέινερ, όπου μπορούν να αποφορτώσουν το φορτίο τους.

Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα επανειλημμένα.

Τα liquibots θα μπορούσαν να ολοκληρώσουν eine ποικιλία εργασιών ταυτόχρονα, ανάλογα με τη σύνθεσή τους. Ενώ κάποια θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν διαφορετικά είδη αερίου στο περιβάλλον, άλλα θα μπορούσαν να αντιδράσουν σε συγκεκριμένα είδη χημικών ουσιών.

Εκτός από αυτές τις εφαρμογές, τα liquibots θα μπορούσαν επίσης να επιτρέψουν αυτόνομες, συνεχείς ρομποτικές συστήματα που εφαρμόζονται σε εφαρμογές ανακάλυψης φαρμάκων ή σύνθεσης φαρμάκων.

Η ομάδα θα κοιτάξει να κλιμακώσει την τεχνολογία για μεγαλύτερα συστήματα ενώ εξερευνά πώς να την κάνει να λειτουργήσει σε στερεές επιφάνειες.