Аккумуляторы больше не нужны: ученые научили роботов «питаться» металлом — Роботех

Аккумуляторы больше не нужны: ученые научили роботов «питаться» металлом

Когда электронике нужны собственные источники питания, чаще всего используют аккумуляторы. Батареи накапливают энергию внутри, но поэтому они тяжелые и имеют ограниченный запас. Но есть другой способ — собирать энергию из окружающей среды. Это позволяет обойти некоторые недостатки батарей, но вводит новые: они могут работать только в определенных условиях и не могут очень быстро превращать эту энергию в полезную.

Новое исследование Школы инженерии и прикладных наук Университета Пенсильвании впервые объединило эти две технологии и создало устройство, способное «поглощать металл из окружающей среды».

Этот металлический воздухоочиститель работает как батарея, так как он обеспечивает питание путем многократного разрыва и образования ряда химических связей. В результате у источника энергии плотность мощности в 10 раз выше, чем у лучших сборщиков энергии, и плотность энергии в 13 раз выше, чем у ионно-литиевых батарей.

В долгосрочной перспективе этот тип источника энергии мог бы стать основой для новой парадигмы в робототехнике, когда машины сами приводят себя в действие, разыскивая и «съедая» металл, разрушая его химические связи с энергией, как люди делают с едой.

Использование в робототехнике большего аккумулятора не позволит роботу работать дольше; добавленная масса требует больше энергии для перемещения, сводя на нет дополнительную энергию, обеспечиваемую большей батареей. Единственный способ разорвать эти разочаровывающие перевернутые отношения — добывать химические связи, а не собирать их вместе. Этим и воспользовалась компания Penn Engineering Scavenger.

«Наша MAS имеет удельную мощность, которая в десять раз лучше, чем у лучших харвестеров, и мы можем конкурировать с батареями. Он использует химию батарей, но не имеет соответствующего веса, потому что он принимает эти химикаты из окружающей среды», — говорит доцент кафедры машиностроения и прикладной механики Джеймс Пикуль.

Для целей своего исследования исследователи подключили к MAS небольшой моторизованный автомобиль. Перетаскивая за собой гидрогель, автомобиль MAS окислял металлические поверхности, по которым он проезжал, оставляя после себя микроскопический слой ржавчины.

Исследователи также проверили автомобили MAS на цинке и нержавеющей стали. Различные металлы дают MAS различные плотности энергии, в зависимости от их потенциала окисления.

Эта реакция окисления происходит только в пределах 100 микрон от поверхности, поэтому, несмотря на то, что MAS может использовать все легкодоступные связи при повторных отключениях, существует небольшой риск того, что он нанесет существенный структурный ущерб металлу, которым он «питается».

Исследователи видят, что их МАС основаны на еще более фундаментальной биологической концепции: пище.

«Поскольку мы получаем роботов, которые являются более интеллектуальными и более способными, нам больше не нужно ограничивать себя подключением их к стене. Теперь они могут найти источники энергии для себя, как это делают люди », — говорит Пикуль. «Однажды роботу, которому нужно перезарядить свои батареи, нужно будет просто найти алюминий, который можно «съесть» с помощью MAS, что даст ему достаточно энергии для работы до следующего приема пищи».

Ученые достигают невероятных успехов в робототехнике. Недавно им удалось создать бионическое сердце из искусственных мышц.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *