Uimapinnan puhdistamiseen tarkoitetut uivat pehmeät robotit voivat poistaa öljyä ja saasteita vedestä

Kalifornian yliopiston insinöörit Riversideissa ovat kehittäneet uivan, robotin kaltaisen kalvon, jota voidaan kouluttaa puhdistamaan öljyntorjuntaa merellä tai poistamaan saasteita juomavedestä.

Uusi kalvo, jota voitiin ohjata valolla ja polttoaineena vettä, voidaan lähettää puhdistamaan kaukaisia alueita. Tämä on tärkeää, koska monilla alueilla ei ole mahdollisuutta ladata laitteita uudelleen.

Tutkimus julkaistiin Science Robotics-julkaisussa.

Kestävät pehmeät robotit

Zhiwei Li on UCR:n kemisti.

“Motivaatiomme oli tehdä pehmeät robotit kestäviksi ja kykeneviksi sopeutumaan ympäristönsä muutoksiin. Jos aurinko valoa käytetään voimana, tämä laite on kestävä, eikä vaadi lisää energianlähteitä”, Li sanoi. “Kalvo on myös uudelleen käytettävissä.”

Kalvoa kutsutaan Neusbotiksi, joka on saanut nimensä vesiskarppien luokasta. Tällaiset hyönteiset voivat liikkua järven tai hitaasti virtaavan puron pinnalla pulsaation avulla, mitä tutkijat pystyivät jäljittelemään Neusbotilla.

Tämä ei ole ensimmäinen kalvo, joka taipuu valon mukaan, mutta aiemmat versiot eivät ole pystyneet tuottamaan Neusbotin kaltaista säädettävää ja mekaanista värähtelyä. Tämän liikkeen avulla se toimii missä tahansa vesipinnalla.

“Ei ole monia menetelmiä, joilla voidaan saavuttaa tällainen säädeltävissä oleva liike valon avulla. Ratkasimme ongelman kolmikerroksisella kalvolla, joka käyttäytyy kuin höyrykone”, Li sanoi.

Valo voimana

Neusbot käyttää samanlaista periaatetta kuin varhaiset junat sen voimana. Sen sijaan, että se käyttäisi höyryä kiehuvaan veteen liikkeen voimana, se riippuu valosta voimana.

Kalvon keskikerros on huokoinen ja pystyy pitämään vettä, rautaoksidia ja kuparinanorutteja. Valoenergia muunnetaan lämmöksi nanoruttejen avulla, joka höyrystää veden ja voimaa pulsaatiota vesipinnalla.

Neurobot on myös immuuni meriaallon ylivoimaisuudelle, koska sen alin kerros on hydrofobinen. Tämä tarkoittaa, että se aina nousee takaisin pintaan. Nanomateriaalit kestävät myös suuria suolapitoisuuksia ilman vahinkoa.

“Olen varma heidän stabiilisuudestaan suolaisissa olosuhteissa”, Li sanoi.

Neusobotin suuntaa voidaan ohjata muuttamalla valonlähteen kulmaa. Auringon voimalla robotti liikkuu eteenpäin, mutta lisävalon avulla Neurobot voidaan ohjata uimaan ja puhdistamaan.

Sen nykyinen versio koostuu kolmesta kerroksesta, ja tiimi haluaa lopulta testata neljättä kerrosta, joka voisi absorboida öljyä tai muita kemikaaleja.

“Yleensä ihmiset lähettävät alukset öljyntorjuntaan käsin. Neusbot voi tehdä tämän työn kuin robotti-imuri, mutta vedessä”, Li sanoi.

Tiimi haluaa myös yrittää ohjata robotin värähtelytilaa tarkemmin sekä antaa sille monimutkaisempaa liikettä.

“Haluumme osoittaa, että nämä robotit voivat tehdä monia asioita, joita aiemmat versiot eivät ole saavuttaneet”, Li totesi.