자율 주행 로봇, 전기 없이도 연속 작동하는 수중 로봇 개발

버클리 국립 연구소와 매사추세츠 대학교 암허스트의 과학자들은 전기 없이도 연속 작동하는 최초의 자율 주행 로봇을 개발했습니다.

이 연구는 네이처 케미스트리에 발표되었습니다.

“물 위를 걷는” 로봇

이 “물 위를 걷는” 액체 로봇은 물속으로 들어가서 귀중한 화학물질을 회수하고 다시 물위로 올라와서 그것들을 반복적으로 전달할 수 있습니다.

이 기술은 전기 없이도 연속 작동하는 최초의 기술입니다. 이것은 자동화된 화학 합성 또는 약물 전달 시스템으로 사용될 수 있습니다.

톰 러셀은 이 연구의 선임 저자입니다. 그는 버클리 국립 연구소의 재료 과학 부문의 방문 교수이자 매사추세츠 대학교 암허스트의 고분자 과학 및 공학 교수입니다.

“우리는 화학을 사용하여 물체의 부력을 제어하는 액체 로봇 시스템을 설계하는 데 있어 한계를 돌파했습니다.”라고 러셀은 말했습니다.

러셀에 따르면, 이 기술은 “액체 로봇”이라고 불리는 로봇 장치家族을 크게 발전시킵니다. 이전에 연구자들은 이러한 액체 로봇이 자동으로 작업을 수행할 수 있음을 보여주었지만, 한번만 수행할 수 있었습니다. 다른 로봇은 작업을 연속적으로 수행할 수 있지만, 작동하기 위해 전기가 필요합니다.

“우리는 전기 에너지를 제공할 필요가 없습니다. 우리의 액체 로봇은 주변 매체에서 화학적으로 에너지를 얻습니다.”라고 러셀은 말했습니다.

실험 진행

러셀과 첫 번째 저자 간화 시에는 버클리 국립 연구소의 재료 과학 부서에서 일련의 실험을 수행했습니다. 시에는 현재 중국 후난 대학의 교수입니다.

이들 실험을 통해, 연구자들은 액체 로봇에 소금을 공급하면 로봇이 주변 액체보다 더 무거워지거나 밀도가 높아진다는 것을 알게 되었습니다.

공동 연구자 폴 애시비와 브렛 헬름스는 버클리 국립 연구소의 분자 공장에서 추가 실험을 수행했습니다. 그들은 액체 로봇이 화학물질을 전달하는 방식을 보여주었습니다.

액체 로봇은 직경이 2 밀리미터입니다. 로봇은 주변 액체보다 더 무거우므로 액체의 중간에 집중되고 선택된 화학물질로 채워집니다. 이것은 산소 기포를 생성하는 반응을 일으키며, 로봇을 물위로 올립니다. 또 다른 반응이 일어나 로봇을 컨테이너의 가장자리로 옮기며, 로봇은 화물이卸載됩니다.

이 과정은 반복적으로 일어납니다.

액체 로봇은 여러 작업을 동시에 수행할 수 있습니다. 일부 로봇은 환경中的 다양한 가스를 감지할 수 있으며, 다른 로봇은 특정 화학물질에 반응할 수 있습니다.

이러한 응용 외에도 액체 로봇은 약물 발견 또는 약물 합성 응용에서 사용되는 자동화된 연속 로봇 시스템을 가능하게 할 수 있습니다.

연구 팀은 더 큰 시스템으로 기술을 확대하고 고체 표면에서 작동하는 방법을 탐색할 것입니다.