Съев восемь мух, робот вкалывает пять суток
Тысячи мелких роботов скрылись в высокой траве – боевые разведчики, качества воздуха и датчики погоды – они отныне предоставлены сами себе. И будут выживать, как будто бы животные.
Это фантастика, но она не так долго осталось ждать может стать действительностью.
Доктор наук Крис Мелхиш (Chris Melhuish) из университета Западной Англии (University of the West of England), и его команда создали робота, что производит энергию для собственной «жизни» из мух либо кусочков гнилых яблок.
Мелхиш — глава университетской лаборатории интеллектуальных независимых совокупностей (Intelligent Autonomous Systems Laboratory), которая не первый год трудится над разными проектами автомобилей, талантливых приобретать энергию из природы.
А это смогут быть не только солнечные батареи, но и питание. К примеру, мухами.
Авторы выдумки считают, что «питание» — это путь к созданию миниатюрных роботов, каковые будут самостоятельно и подолгу трудиться на местности, передавая по радио эти, например, о загрязнении внешней среды, а также — в местах, страшных для человека.
Дабы реализовать принцип «послал и забыл» — машинки должны обнаружить питание сами. В буквальном смысле.
Доктор наук Мелхиш (в центре) и его команда стремятся сделать роботов ещё больше похожими на животных.
К примеру — на хищников (фото с сайта ias.uwe.ac.uk).
Для этого учёные решили применять микробные топливные элементы. Эти устройства разлагают органику и, благодаря сотрудничеству определённых химикатов и бактерий в растворе, и — подобранным материалам электродов, и с участием кислорода воздуха — производят электричество.
Цепочки реакций в таких элементах идут с отдачей электронов определёнными ионами, каковые попадают к вторым атомам лишь по окончании пробега по внешней электрической цепи.
Эта цепь и отличает работу элементов от дыхания и процессов питания в животном мире. А так — всё весьма похоже.
Конкретные химические реакции (окислительно-восстановительные) смогут быть разными, имеется пара вариантов. Подробнее о работе микробных топливных элементов возможно прочесть тут.
Не смотря на то, что новый робот и двигается, его метод питания, как он задуман в окончательном виде, больше похож на метод питания плотоядного растения, для того чтобы, как данный Nepentes, заманивающего насекомых себе в «рот» (фото с сайта asiagalleries.de).
Одним из ранних шагов лаборатории в этом направлении, стало создание миниатюрного робота EcoBot I, потребляющего чистый сахар.
Но чистый сахар в природе не отыскать, потому проект трансформировался в новую машину, с совсем новыми топливными ячейками.
Это — сегодняшний храбрец — EcoBot II, что уже способен переваривать мух, дабы производить электричество.
Сверху данной круглой машинки, бегающей на мелких колёсиках, смонтированы восемь топливных элементов.
В каждом содержится мало сточных вод, богатых бактериями, талантливыми разложить органику. Наряду с этим энергетически полезным веществом для данного робота есть полисахарид в хитине мухи, что и разрушается микробами с поставкой и освобождением электронов их на анод ячейки.
Примечательно, что вариантов катода придумано два — в одном в реакции употребляется кислород воздуха, во втором — материал катода — ферроцианид, что не расходуется (участвует как катализатор). Оба варианта удачно прошли опробования.
До тех пор пока робот не есть хищником в прямом смысле. При обкатке разработки учёные ему мёртвых навозных мух.
Восемь таких трупиков (по одному на ячейку) разрешали роботу бегать по лабораторному столу пять дней.
Бегать, но, это очень сильно сообщено — мощность «хищных» топливных ячеек мала, и по соотношению собственной массы и содержанию энергии — они в сотни и десятки раз уступают щелочным батарейкам АА, да ещё — вдесятеро дороже.
Упрощённая схема EcoBot II (иллюстрация с сайта newscientist.com).
Один микробный элемент весит 100 граммов, выдаёт напряжение 0,8 вольта и, будучи заправленным жирной мухой либо эквивалентным кусочком гнилого яблока, «содержит» 37 милливатт-часов энергии.
Но так он может трудиться неограниченно продолжительно, пока имеется мухи.
Кстати, в 2001 году в данной же лаборатории был создан робот SlugBot, что, по идее, должен был питаться слизняками, самостоятельно отлавливая их на местности.
Но сейчас английские инженеры говорят, что SlugBot не оправдал себя, в основном вследствие того что чрезмерно низок был выход энергии в его «пищеварительном» цикле.
Но возвратимся к энергетике, основанной на разложении мух. Отыщем в памяти, что речь заходит не просто об элементах, но о роботе.
Что же он делает? До тех пор пока он просто ездит по столу, может идти на источник света и отсылает по радио информацию о температуре в помещении.
Наряду с этим он применяет тактику прерывистого перемещения. Один цикл — это 12 мин. бездействия (сейчас микробная топливная ячейка заряжает конденсатор) — и два сантиметра пробега.
Итог не впечатляет. Но так как это лишь опыт.
А чтобы подобные автомобили возможно было производить на природу, необходимо сделать ещё один ответственный ход — научить машину охотиться на мух.
Учёные на данный момент именно трудятся над этим. Предполагается, что топливные ячейки превратятся в ловушки, завлекающие насекомых ужасным (для человека) запахом и всасывающие любопытное создание вовнутрь посредством миниатюрного насоса.
«Одна из превосходных вещей в мухах, — поведал доктор наук Мелхиш, — это то, что вы имеете возможность вынудить их прилететь к вам».
Основное наряду с этим самим не находиться с подветренной стороны.
