Ученые створили самоходного, водного робота, який працює без електрики

Ученi у Департаментi енергетики Лабораторії імені Лоуренса у Берклі (Berkeley Lab) та Університеті Массачусетсу в Амгерсті створили перший самоходний, водний робот, який може працювати безперервно без електрики.

Дослідження було опубліковано в журналі Nature Chemistry.

«Ходіння по воді» Роботи

Ці «ходіння по воді» рідинні роботи можуть пірнати під воду, щоб дістати цінні хімічні речовини, а потім повертатися на поверхню, щоб доставити їх повторно.

Це перша технологія свого роду, яка може працювати безперервно без електричного входу. Вона потенційно може бути використана як автоматизована система хімічного синтезу або доставки ліків для фармацевтичних препаратів.

Том Расселл є старшим автором дослідження, відвідуючим факультетським вченим і професором полімерної науки та інженерії Університету Массачусетсу в Амгерсті. Він очолює програму Адаптивних інтерфейсних асамблей для структуризації рідин у Відділі матеріалознавства Лабораторії Берклі.

«Ми подолали бар’єр у проектуванні рідинної роботичної системи, яка може працювати автономно, використовуючи хімію для контролю плавучості об’єкта», – сказав Расселл.

За словами Расселла, ця технологія значно просунула розвиток «ліквіботів», які є родиною роботичних пристроїв. Раніше дослідники продемонстрували, що ці ліквіботи можуть автономно виконувати завдання лише один раз. Інші можуть виконувати завдання безперервно, але їм потрібна електрика для роботи.

«Нам не потрібно забезпечувати електричну енергію, оскільки наші ліквіботи отримують свою силу або «їжу» хімічно з навколишнього середовища», – сказав Расселл.

Проведення Експериментів

Расселл і перший автор Ганьхуа Сє провели серію експериментів у Відділі матеріалознавства Лабораторії Берклі. Сє є колишнім постдокторантом Лабораторії Берклі та зараз професором Університету Хунань у Китаї.

За допомогою цих експериментів пара дізналася, що «годування» ліквіботів солі робить їх важчими або густішими, ніж рідинне середовище, яке їх оточує.

Співрозробники Пол Ешбі та Бретт Гелмс у Молекулярній фабриці Лабораторії Берклі провели додаткові експерименти, які продемонстрували, як ліквіботи транспортують хімічні речовини туди й назад.

Ліквіботи мають лише 2 міліметри в діаметрі, і оскільки вони густіші, ніж рідинне середовище, вони збираються в центрі та заповнюються вибраними хімічними речовинами. Це призводить до реакції, яка генерує бульбашки кисню, які підіймають ліквібот на поверхню. Інша реакція відбувається, яка тягне ліквіботи до краю контейнера, де вони можуть вивантажити свій вантаж.

Цей процес повторюється знову і знову.

Ліквіботи можуть виконувати різноманітні завдання одночасно, залежно від їх складу. Хоча деякі можуть виявляти різні типи газу в середовищі, інші можуть реагувати на конкретні типи хімічних речовин.

Крім цих застосунків, ліквіботи також можуть забезпечити автономні, безперервні роботичні системи, які застосовуються в застосунках відкриття ліків або синтезу ліків.

Команда тепер планує розширити технологію для більших систем, а також досліджувати, як зробити її працювати на твердих поверхнях.