Ученые Создают Самоходного, Водного Робота, Который Работает Без Электричества

Ученые в Департаменте Энергетики Лаборатории Лоуренса в Беркли (Беркли Лаб) и Университете Массачусетса в Амхерсте разработали первый самоходный, водный робот, который может работать непрерывно без электричества.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Chemistry.

Роботы, Ходящие По Воде

Эти “водоходные” жидкие роботы могут нырять под воду, чтобы получить ценные химические вещества, прежде чем снова выйти на поверхность, чтобы доставить их повторно.

Это первая технология своего рода, которая может работать непрерывно без электрического входа. Она потенциально может быть использована как автоматизированная химическая синтез или система доставки лекарств для фармацевтики.

Том Рассел является старшим автором исследования, приглашенным научным сотрудником и профессором науки и инженерии полимеров из Университета Массачусетса в Амхерсте. Он возглавляет программу Адаптивных Интерфейсных Ансамблей для Структурирования Жидкостей в Материаловедческом Дивизионе Беркли Лаб.

“Мы сломали барьер в проектировании жидкой роботической системы, которая может работать автономно, используя химию для контроля плавучести объекта”, – сказал Рассел.

По словам Рассела, технология значительно продвигает “ликвиботы”, которые являются семейством роботических устройств. Ранее исследователи продемонстрировали, что эти ликвиботы могут автономно выполнять задачу, но только один раз. Другие могут выполнять задачу непрерывно, но они требуют электричества для работы.

“Нам не нужно предоставлять электрическую энергию, потому что наши ликвиботы получают свою силу или “еду” химически из окружающей среды”, – сказал Рассел.

https://www.youtube.com/watch?v=BdS72O2c9nQ

Проведение Экспериментов

Рассел и первый автор Ганхуа Сие провели серию экспериментов в Материаловедческом Дивизионе Беркли Лаб. Сие является бывшим постдокторальным исследователем в Беркли Лаб и в настоящее время профессором в Университете Хунань в Китае.

Через эти эксперименты пара узнала, что “кормление” ликвиботов солью делает их тяжелее или плотнее, чем окружающий жидкий раствор.

Соисследователи Пол Эшби и Бретт Хелмс в Молекулярной Фабрике Беркли Лаб провели дополнительные эксперименты, которые продемонстрировали, как ликвиботы транспортируют химические вещества туда и обратно.

Ликвиботы имеют диаметр только 2 миллиметра, и поскольку они плотнее раствора, они скапливаются в середине его и наполняются выбранными химическими веществами. Это приводит к реакции, которая генерирует пузырьки кислорода, которые поднимают ликвибот на поверхность. Другая реакция происходит, которая притягивает ликвиботы к краю контейнера, где они могут разгрузить свой груз.

Этот процесс повторяется снова и снова.

Ликвиботы могут выполнять различные задачи одновременно в зависимости от их формулы. Хотя некоторые могут обнаруживать разные типы газа в окружающей среде, другие могут реагировать на определенные типы химических веществ.

Помимо этих применений, ликвиботы также могут обеспечить автономные, непрерывные роботические системы, которые применяются в открытии или синтезе лекарств.

Команда теперь будет работать над масштабированием технологии для более крупных систем, а также исследовать, как сделать ее работать на твердых поверхностях.