Плавающие мягкие роботы могут удалять нефть и загрязняющие вещества из воды

Инженеры Калифорнийского университета в Риверсайде создали плавающую роботизированную пленку, которую можно обучить для очистки нефтяных разливов на море или удаления загрязняющих веществ из питьевой воды.

Новая пленка, которая питается от света и работает на воде, может быть развернута неограниченно долго для очистки удаленных районов. Это крайне важно, учитывая тот факт, что многие из этих районов не имеют возможности для перезарядки.

Исследование было опубликовано в Science Robotics.

Устойчивые мягкие роботы

Живей Ли – химик Университета Риверсайда.

“Наша мотивация заключалась в том, чтобы сделать мягких роботов устойчивыми и способными адаптироваться самостоятельно к изменениям в окружающей среде. Если солнечный свет используется в качестве источника питания, эта машина устойчива и не требует дополнительных источников энергии”, – сказал Ли. “Пленка также многоразовая”.

Пленка называется Neusbot, названная в честь категории животных, которая включает водяных стрiders. Насекомые, такие как эти, могут двигаться по поверхности озер и медленно текущих ручьев, используя пульсирующее движение, которое ученые смогли воспроизвести с помощью Neusbot.

Это не первая пленка, которая изгибается в ответ на свет, но предыдущие версии не смогли генерировать регулируемую и механическую осцилляцию, которую может Neusbot. Используя это движение, она может работать на любой водной поверхности.

“Есть не много методов для достижения этого контролируемого движения с помощью света. Мы решили эту проблему с помощью трехслойной пленки, которая ведет себя как паровой двигатель”, – сказал Ли.

Свет как источник питания

Neusbot использует аналогичный принцип ранним поездам для питания. Однако вместо использования пара от кипящей воды для питания своего движения, она полагается на свет в качестве источника питания.

Средний слой пленки пористый и способен удерживать воду, а также оксид железа и нанопалочки меди. Энергия света преобразуется в тепло благодаря нанопалочкам, которые испаряют воду и обеспечивают пульсирующее движение по поверхности воды.

Neurobot также неуязвим для того, что океанская волна может его подавить, поскольку нижний слой гидрофобный. Это означает, что он всегда будет возвращаться на поверхность. Наноматериалы также могут выдерживать высокие концентрации соли без повреждений.

“Я уверен в их стабильности в ситуациях с высокой концентрацией соли”, – сказал Ли.

Направление Neusobot контролируется путем изменения угла его источника света. С помощью силы солнца робот движется вперед, но с дополнительным источником света Neurobot можно контролировать, чтобы он плавал и очищал.

Его текущая версия имеет три слоя, и команда хочет в конечном итоге протестировать четвертый слой, который может поглощать нефть или другие химические вещества.

“Обычно люди отправляют корабли на место нефтяного разлива, чтобы очистить вручную. Neusbot может выполнять эту работу, как робот-пылесос, но на поверхности воды”, – сказал Ли.

Команда также хочет попытаться контролировать режим осцилляции робота более точно, а также дать ему более сложное движение.

“Мы хотим продемонстрировать, что эти роботы могут делать многое того, чего не достигли предыдущие версии”, – заключил Ли.