โรบอทนุ่มลอยน้ำที่สามารถกำจัดน้ำมันและสารปนเปื้อนออกจากน้ำ

วิศวกรที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ ได้สร้างฟิล์มโรบอทลอยน้ำที่สามารถฝึกให้ทำความสะอาดน้ำมันรั่วหรือกำจัดสารปนเปื้อนออกจากน้ำดื่ม

ฟิล์มใหม่นี้ซึ่งได้รับพลังจากแสงและเชื้อเพลิงจากน้ำ สามารถใช้งานได้ไม่มีกำหนดเพื่อทำความสะอาดในพื้นที่ห่างไกล ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากหลายพื้นที่ไม่มีที่ชาร์จ

การวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Science Robotics.

โรบอทนุ่มที่ยั่งยืน

Zhiwei Li เป็นนักเคมีที่ UCR

“แรงบันดาลใจของเราคือการทำให้โรบอทนุ่มยั่งยืนและสามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมได้ หากใช้แสงอาทิตย์เป็นพลังงาน เครื่องจักรนี้จะยั่งยืนและไม่ต้องการแหล่งพลังงานเพิ่มเติม” Li กล่าว “ฟิล์มยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้”

ฟิล์มนี้เรียกว่า Neusbot ซึ่งตั้งชื่อตามประเภทของสัตว์ที่รวมถึงตัวยึดบนผิวน้ำ สัตว์เหล่านี้สามารถเคลื่อนที่บนผิวน้ำโดยใช้การเคลื่อนไหวแบบพัลส์ ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สามารถจำลองได้ด้วย Neusbot

นี่ไม่ใช่ฟิล์มแรกที่โค้งงอตามแสง แต่เวอร์ชันก่อนหน้านี้ไม่สามารถสร้างการเคลื่อนไหวแบบปรับเปลี่ยนและกลไกได้เหมือน Neusbot โดยใช้การเคลื่อนไหวนี้ มันสามารถทำงานบนผิวน้ำใดๆ

“ไม่มีวิธีมากมายในการบรรลุการเคลื่อนไหวที่ควบคุมได้ด้วยแสง เราแก้ปัญหานี้ด้วยฟิล์มสามชั้นที่ทำงานเหมือนเครื่องจักรไอน้ำ” Li กล่าว

แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน

Neusbot ใช้หลักการเดียวกับรถไฟยุคแรกๆ ในการขับเคลื่อน แต่แทนที่จะใช้ไอน้ำจากน้ำเดือดเพื่อขับเคลื่อน มันใช้แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน

ชั้นกลางของฟิล์มมีรูพรุนและสามารถเก็บน้ำได้ รวมทั้งอ็อกไซด์เหล็กและแท่งคอปเปอร์นาโน โดยพลังงานแสงจะถูกแปลงเป็นความร้อนโดยใช้แท่งนาโน ซึ่งทำให้น้ำกลายเป็นไอน้ำและขับเคลื่อนการเคลื่อนไหวแบบพัลส์บนผิวน้ำ

Neurobot ยังทนต่อคลื่นทะเลที่มีพลังมากเกินไปได้ เนื่องจากชั้นล่างเป็นแบบกันน้ำ ทำให้ฟิล์มลอยกลับขึ้นสู่ผิวน้ำได้ วัสดุนาโนสามารถทนต่อความเข้มข้นของเกลือสูงได้โดยไม่เสียหาย

“ฉันมั่นใจในความเสถียรของมันในสถานการณ์เกลือสูง” Li กล่าว

ทิศทางของ Neusobot ควบคุมโดยการเปลี่ยนมุมของแหล่งกำเนิดแสง เมื่อมีพลังงานจากดวงอาทิตย์ โรบอทจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า แต่ด้วยแหล่งกำเนิดแสงเพิ่มเติม Neurobot สามารถควบคุมให้เคลื่อนที่และทำความสะอาดได้

รุ่นปัจจุบันมีสามชั้น และทีมงานต้องการทดสอบชั้นที่สี่ที่สามารถดูดซับน้ำมันหรือสารเคมีอื่นๆ ได้

“โดยปกติคนจะส่งเรือไปที่จุดเกิดน้ำมันรั่วเพื่อทำความสะอาดด้วยมือ Neusbot สามารถทำงานนี้ได้เหมือนโรบอทดูดฝุ่น แต่บนผิวน้ำ” Li กล่าว

ทีมงานยังต้องการควบคุมโหมดการเคลื่อนไหวของโรบอทให้แม่นยำยิ่งขึ้น และให้การเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนมากขึ้น

“เราต้องการแสดงให้เห็นว่าโรบอทเหล่านี้สามารถทำสิ่งที่โรบอทรุ่นก่อนหน้าไม่สามารถทำได้” Li กล่าวสรุป