29 جولای 2024 -توسط دانشگاه بینگهمتون
محققان دانشگاه بینگهامتون، دانشگاه ایالتی نیویورک یک “حشره” خود نیرو تولید کرده اند که می تواند در آب بچرخد و آنها امیدوارند که انقلابی در رباتیک آبزیان ایجاد کند. اعتبار: پروفسور سئوکهون “شان” چوی
محققان دانشگاه بینگهامتون، دانشگاه ایالتی نیویورک، یک “حشره” خود نیرو تولید کرده‌اند که می‌تواند روی آب بچرخد، و آنها امیدوارند که انقلابی در رباتیک آبزیان ایجاد کند.
کار آنها در مجله Advanced Materials Technologies منتشر شده است.
آینده پژوهان پیش بینی می کنند که بیش از یک تریلیون گره مستقل تا سال 2035 به عنوان بخشی از “اینترنت اشیا” در تمام فعالیت های انسانی ادغام خواهد شد. به زودی، تقریباً هر شی – بزرگ یا کوچک – بدون نیاز به دخالت انسان، اطلاعات را به پایگاه داده مرکزی می‌رساند.
مشکل ساختن این ایده این است که 71 درصد از سطح زمین پوشیده از آب است و محیط های آبی مسائل زیست محیطی و لجستیکی حیاتی را ایجاد می کنند. آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (دارپا) برای در نظر گرفتن این چالش ها، برنامه ای به نام اقیانوس اشیا را آغاز کرده است.
در طول دهه گذشته، پروفسور دانشگاه بینگهامتون، سئوهون “شان” چوی – عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی و مهندسی کامپیوتر توماس جی واتسون و مدیر مرکز تحقیقات در فناوری‌های حسگر پیشرفته و پایداری محیطی ( CREATES) – روی ساخت باتری‌های زیستی با انرژی باکتری‌ها کار می‌کند که عمر مفیدی 100 ساله دارند. چوی به همراه انور الهداد، دکتری و یانگ “لکسی” گائو، این جشره مصنوعی خود را توسعه داد.
ربات‌های آبزی جدید از فناوری مشابهی استفاده می‌کنند، زیرا در شرایط نامطلوب نسبت به سیستم‌های انرژی خورشیدی، جنبشی یا حرارتی قابل اعتمادتر هستند. رابط Janus که از یک طرف آبدوست و از طرف دیگر آبگریز است، مواد مغذی را از آب وارد می کند و آنها را در داخل دستگاه نگه می دارد تا تولید اسپور باکتری ها را تامین کند.
او گفت: «وقتی محیط برای باکتری‌ها مساعد است، آنها به سلول‌های رویشی تبدیل می‌شوند و نیرو تولید می‌کنند، اما وقتی شرایط مساعد نباشد – مثلاً هوا ی واقعاً سرد است یا مواد مغذی در دسترس نباشد – به هاگ برمی‌گردند. به این ترتیب، ما می توانیم عمر عملیاتی را افزایش دهیم.”
تحقیقات تیم بینگهمتون تولید برق نزدیک به 1 میلی‌وات را نشان داد که برای عملکرد حرکت مکانیکی ربات و هر حسگر که می‌تواند داده‌های محیطی مانند دمای آب، سطوح آلودگی، حیوانات و حرکت کشتی‌های تجاری و هواپیماها و رفتار آبزیان را ردیابی کند کافی است.
توانایی ارسال ربات‌ها به هر کجا که نیاز باشد، ارتقای آشکاری نسبت به «شناورهای هوشمند» فعلی است که حسگرهای ثابتی هستند که در یک مکان لنگر انداخته‌اند.
گام بعدی در پالایش این ربات‌های آبزی، آزمایش این است که کدام باکتری برای تولید انرژی در شرایط استرس‌زا اقیانوسی بهترین است.
چوی گفت: «ما از سلول‌های باکتریایی بسیار رایج استفاده کردیم، اما باید بیشتر مطالعه کنیم تا بدانیم واقعاً چه چیزی در این مناطق از اقیانوس زندگی می‌کند. “پیش از این، ما نشان دادیم که ترکیب سلول های باکتریایی متعدد می تواند پایداری و قدرت را بهبود بخشد، بنابراین این ایده دیگری است. شاید با استفاده از یادگیری ماشینی، بتوانیم ترکیب بهینه ای از گونه های باکتریایی را برای بهبود چگالی توان و پایداری پیدا کنیم.”
