Flytende myke roboter kan fjerne olje og forurensninger fra vann

Ingeniører ved University of California – Riverside har laget en flytende, robotisk film som kan trenes til å rydde opp oljeutslipp til sjøs eller fjerne forurensninger fra drikkevann.

Den nye filmen, som er drevet av lys og drivstoff fra vann, kan deployeres ubegrenset for å rense avsidesliggende områder. Dette er kritisk gitt det faktum at mange av disse områdene ikke har noen mulighet for oppcharging.

Forskningen ble publisert i Science Robotics.

Bærekraftige myke roboter

Zhiwei Li er en UCR-kjemiker.

“Vår motivasjon var å gjøre myke roboter bærekraftige og i stand til å tilpasse seg på egen hånd til endringer i miljøet. Hvis sollys brukes som kraftkilde, er denne maskinen bærekraftig og vil ikke kreve ekstra energikilder,” sa Li. “Filmen er også gjenbrukbar.”

Filmen kalles Neusbot, oppkalt etter en kategori av dyr som inkluderer vannløpere. Insekter som disse kan bevege seg langs overflaten av innsjøer og langsommere elver ved å bruke en pulserende bevegelse, som er det vitenskapsmennene kunne gjenskape med Neusbot.

Dette er ikke den første filmen som bøyer seg i respons til lys, men tidligere versjoner har ikke vært i stand til å generere den justerbare og mekaniske oscillasjonen som Neusbot kan. Ved å bruke denne bevegelsen, kan den fungere på enhver vannoverflate.

“Det finnes ikke mange metoder for å oppnå denne kontrollerbare bevegelsen ved hjelp av lys. Vi løste problemet med en tri-lags film som oppfører seg som en dampmaskin,” sa Li.

Lys som kraftkilde

Neusbot bruker en lignende prinsipp som tidlige tog for å drive den. Men i stedet for å bruke damp fra kokende vann for å drive dens bevegelse, er den avhengig av lys som kraftkilden.

Den midterste laget av filmen er porøs og kan holde vann, samt jernoksid og koppernanostenger. Lysenergi omgjøres til varme takket være nanostengene, som fordamper vannet og driver den pulserende bevegelsen over vannoverflaten.

Neuroboten er også immun mot en havbølge som overvelder den takket være den nederste laget som er hydrofob. Dette betyr at den alltid vil flyte tilbake til overflaten. Nanomaterialene kan også tåle høye saltkonsentrasjoner uten å bli skadet.

“Jeg er trygg på deres stabilitet i høye saltsituasjoner,” sa Li.

Neusobots retning styres ved å endre vinkelen på lyskilden. Med kraften fra solen, beveger roboten seg fremover, men med en ekstra lyskilde, kan Neuroboten kontrolleres til å svømme og rense.

Dens nåværende versjon har tre lag, og teamet ønsker å teste en fjerde lag som kunne absorbere olje eller andre kjemikalier.

“Vanligvis sender folk skip til oljeutslippsstedet for å rense for hånd. Neusbot kunne gjøre dette arbeidet som en robotfeier, men på vannoverflaten,” sa Li.

Teamet ønsker også å prøve å kontrollere robotens oscillasjonsmodus mer presist, samt gi den mer kompleks bevegelse.

“Vi ønsker å demonstrere at disse robotene kan gjøre mange ting som tidligere versjoner ikke har oppnådd,” sa Li.