Если вы выпускаете робота в водную среду без намерения его забрать, то лучше, чтобы этот бот был биоразлагаемым. Швейцарские ученые пошли еще дальше, создав маленьких роботов, которых рыбы могут съесть, когда их работа будет выполнена.
Мы уже видели ряд экспериментальных «микроботов», которые можно оснастить датчиками и другой электроникой, а затем выпустить их на свободу, чтобы они бродили по дикой местности, одновременно записывая и/или передавая данные об окружающей среде.
В большинстве случаев идея заключается в том, что после завершения миссии крошечные, недорогие устройства просто будут заброшены. Учитывая этот факт, их корпуса, как правило, изготавливаются в основном из биоразлагаемых материалов. При этом небиоразлагаемые пластики и токсичные химикаты часто все еще учитываются в их конструкции.
Профессор Дарио Флореано, аспирант Шухан Чжан и коллеги из швейцарского университета EPFL решили изменить это с помощью своих новых водных роботов. Каждый бот в форме моторной лодки имеет длину около 5 см (2 дюйма), весит в среднем 1,43 грамма и может перемещаться со скоростью от половины до трех длин тела в секунду.
Ах да, и они сделаны из корма для рыб.
В ходе проведенных на данный момент испытаний для подтверждения концепции роботы могут перемещаться по поверхности в течение нескольких минут, прежде чем у них закончится топливо. Ален Херцог
Если говорить точнее, их корпуса изготавливаются из гранул коммерческого корма для рыб, которые измельчаются в порошок, смешиваются с биополимерным связующим веществом, заливаются в форму в форме лодочки, а затем подвергаются сублимационной сушке.
В центре корпуса каждого робота находится камера, заполненная нетоксичной порошкообразной смесью лимонной кислоты и бикарбоната натрия (пищевой соды). Эта камера запечатана гелевой пробкой на дне корпуса и соединена с заполненным пропиленгликолем микрожидкостным резервуаром, который образует верхний слой корпуса робота.
Экологичный водный робот, созданный из корма для рыб (выброс топлива под воздействием воды)
После того, как бот был помещен на поверхность воды, вода постепенно начинает пробиваться через полупроницаемую пробку. Когда эта вода смешивается с порошком в камере, происходит химическая реакция, в результате которой образуется газ CO2. Этот газ расширяется в резервуаре, выталкивая гликоль из отверстия в задней части робота.
В явлении, известном как эффект Марангони, выбрасываемый гликоль снижает поверхностное натяжение окружающей воды, толкая робота вперед, когда он это делает – водные насекомые, такие как водомерки, используют этот же эффект. И что важно, гликоль нетоксичен.
Так как же на самом деле можно использовать этих роботов?
Ну, изначально партия из них будет помещена на поверхность пруда, озера или другого водоема. По мере того, как они будут беспорядочно скользить по поверхности, бортовые датчики будут собирать данные, такие как температура воды, pH и уровень загрязняющих веществ. Эти данные можно будет передавать по беспроводной сети или получать от некоторых ботов, которых удастся извлечь.
Экологичный водный робот сделан из корма для рыб (демонстрация движения)
В конце концов, их корпуса наполнятся водой настолько, что станут мягкими и начнут тонуть. В этот момент их могут съесть рыбы или другие животные. Фактически, альтернативным возможным применением роботов является распределение лечебных кормов на рыбоводческих фермах.
Даже если их не съесть, все компоненты тела робота все равно будут биоразлагаться. Излишне говорить, что одна из проблем сейчас заключается в производстве датчиков и другой электроники, которые также биоразлагаемы – или даже съедобны.
«Замена электронных отходов биоразлагаемыми материалами является предметом интенсивных исследований, но съедобные материалы с целевыми питательными профилями и функциями почти не рассматривались, а ведь они открывают целый мир возможностей для здоровья людей и животных», — говорит Флореано.
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Nature Communications .
