ربات های نرم با انرژی نور می توانند نشت نفت را بمکند

2 دسامبر 2021 توسط جولز برنشتاین، دانشگاه کالیفرنیا – ریورساید -تصویر Neusbot در آب های آزاد، با انرژی از بالا. اعتبار Zheiwei Li/UCR

با استفاده از فیلم رباتیک شناور که در UC Riverside طراحی شده است، می تواند برای جمع کردن نشت نفت در دریا یا حذف آلاینده ها از آب آشامیدنی آموزش داده شود.با استفاده از نور و سوخت آب، این فیلم می تواند به طور نامحدود برای تمیز کردن مناطق دورافتاده که در آن شارژ مجدد با وسایل دیگر دشوار است، می تواند مستقر شود.

شیمی‌دان UCR، Zhiwei Li، گفت: “انگیزه ما این بود که ربات‌های نرم را پایدار کنیم که بتوانند خود به خود با تغییرات محیط سازگار شوند. اگر از نور خورشید برای نیرو استفاده شود، این دستگاه پایدار است و به منابع انرژی اضافی نیاز نخواهد داشت.” این فیلم همچنین قابل استفاده مجدد است.

محققان فیلم Neusbot را با نام neuston ها، دسته ای از حیوانات نامگذاری کردند. این حشرات با حرکتی ضربانی از سطح دریاچه‌ها و جریان‌های آهسته حرکت می‌کنند، دقیقاً مانند چیزی که دانشمندان با Neusbot توانسته‌اند به آن دست یابند، که می‌تواند روی هر جسم آبی حرکت کند.

در حالی که دانشمندان دیگر فیلم‌هایی ایجاد کرده‌اند که در پاسخ به نور خم می‌شوند، اما نتوانسته‌اند نوسان مکانیکی قابل تنظیمی را ایجاد کنند که Neusbot قادر به ایجاد آن است. این نوع حرکت کلید کنترل ربات و به کار انداختن آن در مکان و زمانی است که می خواهید.جزئیات فنی این دستاورد در مقاله جدید Science Robotics توضیح داده شده است.

لی توضیح داد: “روش های زیادی برای دستیابی به این حرکت قابل کنترل با استفاده از نور وجود ندارد. ما مشکل را با یک فیلم سه لایه که مانند یک موتور بخار رفتار می کند، حل کردیم.”

بخار حاصل از آب جوش، حرکت قطارهای اولیه را تامین می کرد. این یک اصل مشابه است که Neusbot را نیرو می دهد، در حالتیکه نور به عنوان منبع انرژی باشد. لایه میانی فیلم متخلخل است و آب و همچنین اکسید آهن و نانومیله‌های مس را در خود نگه می‌دارد. نانومیله‌ها انرژی نور را به گرما تبدیل می‌کنند، آب را تبخیر می‌کنند و حرکت پالسی را در سطح آب نیرو می‌دهند.

لایه زیرین Neusbot آبگریز است، بنابراین حتی اگر یک موج اقیانوس بر فیلم غلبه کند، دوباره در سطح شناور می شود. علاوه بر این، نانومواد می توانند غلظت نمک بالا را بدون آسیب تحمل کنند. لی گفت: من به پایداری آنها در شرایط نمک زیاد اطمینان دارم.

لی و استاد شیمی UCR یادونگ یین در ساخت ربات از مواد نانو تخصص دارند. آنها جهت Neusbot را با تغییر زاویه منبع نور آن کنترل کردند. این ربات تنها با انرژی خورشیدی به جلو حرکت می کند. با یک منبع نور اضافی، آنها می توانند محل شنا و تمیز کردن Neusbot را کنترل کنند.

نسخه فعلی Neusbot تنها دارای سه لایه است. تیم تحقیقاتی می‌خواهد نسخه‌های بعدی را با لایه چهارمی که می‌تواند روغن را جذب کند، یا لایه‌ای که مواد شیمیایی دیگر را جذب می‌کند، آزمایش کند.

لی گفت: “به طور معمول، کشتی ها را به محل نشت نفت می فرستند تا بصورت دستی کار کنند. Neusbot می تواند این کار را مانند جاروبرقی روباتی، اما روی سطح آب انجام دهد.”

آنها همچنین می خواهند سعی کنند حالت نوسان آن را با دقت بیشتری کنترل کنند و به آن توانایی حرکت حتی پیچیده تر را بدهند.

او گفت: ما می‌خواهیم نشان دهیم این روبات‌ها می‌توانند کارهای زیادی را انجام دهند که نسخه‌های قبلی نتوانسته‌اند انجام دهند. https://techxplore.com