Oamenii de știință creează un robot acvatic autoalimentat care rulează fără electricitate

Oamenii de știință de la Departamentul de Energie al Laboratorului Național Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) și de la Universitatea din Massachusetts Amherst au dezvoltat primul robot acvatic autoalimentat care poate rula continuu fără electricitate. 

Cercetarea a fost publicată în revista Nature Chemistry.

Roboți „care merg pe apă”

Acești roboți lichizi „care merg pe apă” pot scufunda sub apă pentru a recupera substanțe chimice prețioase, înainte de a reveni la suprafață pentru a le livra în mod repetat. 

Acesta este primul sistem de tehnologie de acest fel care rulează continuu fără intrare electrică. El ar putea fi utilizat în mod potențial ca sistem automat de sinteză chimică sau de livrare a medicamentelor pentru produse farmaceutice.

Tom Russell este autorul principal al cercetării, un om de știință vizitator și profesor de știință a polimerilor și inginerie de la Universitatea din Massachusetts Amherst. El conduce programul Adaptive Interfacial Assemblies Towards Structuring Liquids în Divizia de Științe ale Materialelor de la Berkeley Lab.

„Am spart o barieră în proiectarea unui sistem robotic lichid care poate opera în mod autonom, folosind chimia pentru a controla flotabilitatea unui obiect”, a spus Russell.

Conform lui Russell, tehnologia ajută semnificativ la avansarea „liquiboților”, care sunt o familie de dispozitive robotice. Anterior, cercetătorii au demonstrat că acești liquiboți pot efectua în mod autonom o sarcină, dar doar o singură dată. Alții pot efectua o sarcină continuu, dar necesită electricitate pentru a funcționa.

„Nu trebuie să furnizăm energie electrică, deoarece liquiboții noștri primesc puterea sau „hrana” lor chimic din mediul înconjurător”, a spus Russell.

Derularea experimentelor

Russell și primul autor Ganhua Xie au efectuat o serie de experimente în Divizia de Științe ale Materialelor de la Berkeley Lab. Xie este un fost cercetător postdoctoral la Berkeley Lab și în prezent profesor la Universitatea din Hunan, China. 

Prin aceste experimente, cei doi au aflat că „hrănirea” liquiboților cu sare îi face mai grei sau mai denși decât soluția lichidă care îi înconjoară.

Co-investigatorii Paul Ashby și Brett Helms de la Molecular Foundry de la Berkeley Lab au efectuat experimente suplimentare care au demonstrat cum liquiboții transportă substanțe chimice înapoi și încolo.

Liquiboții au doar 2 milimetri în diametru, și deoarece sunt mai denși decât soluția, ei se adună în mijlocul acesteia și se umplu cu substanțe chimice selectate. Acest lucru duce la o reacție care generează bule de oxigen, care ridică liquibotul la suprafață. O altă reacție are loc care atrage liquiboții spre marginea containerului, unde pot descărca încărcătura.

Acest proces are loc în mod repetat.

Liquiboții pot efectua o varietate de sarcini simultan, în funcție de formularea lor. În timp ce unii pot detecta diferite tipuri de gaze din mediul înconjurător, alții pot reacționa la anumite tipuri de substanțe chimice. 

Pe lângă aceste aplicații, liquiboții ar putea permite, de asemenea, sisteme robotice autonome și continue care sunt aplicate în descoperirea de medicamente sau în sinteza de medicamente. 

Echipa va căuta acum să scaleze tehnologia pentru sisteme mai mari, în timp ce explorează cum să o facă să funcționeze pe suprafețe solide.