Съедобные роботы: инновация на кухне

Ученые разработали уникальную систему питания для мягких роботов, используя обычные кухонные ингредиенты. Речь идет о съедобной пневматической батарее и системе клапанов, которые позволяют роботам двигаться.

Мягкие, биоразлагаемые роботы находят применение в различных областях, от экологического мониторинга до адресной доставки лекарств. Их особенность – способность полностью исчезать после выполнения задачи. Однако до сих пор главной проблемой оставалось питание: традиционные токсичные и небиоразлагаемые батареи препятствовали полной экологичности. Исследователи из EPFL (Швейцария) представили прорывное решение – полностью съедобный источник энергии, контроллер и привод для роботов.

Принцип работы системы

Батарея состоит из двух компонентов: один содержит лимонную кислоту, а другой – пищевую соду. При их смешивании происходит безопасная химическая реакция с выделением углекислого газа под давлением. Этот газ поступает в съедобный привод, изготовленный из мягкого желатина. По мере увеличения давления привод изгибается, обеспечивая движение робота.

Избыточное давление стравливается через тонкий желатиновый клапан с прорезью. После снижения давления клапан закрывается, позволяя давлению снова расти и вызывая следующий цикл движения. Таким образом, достигается самоподдерживающееся движение.

Система отличается высокой степенью программируемости и масштабируемости. Регулируя скорость подачи кислоты, ученые контролируют скорость выделения газа и, соответственно, скорость движения робота. Количество повторяющихся движений можно настроить, изменяя сопротивление потоку газа. Емкость батареи варьируется от 20 до 650 секунд.

Успешное испытание

Технология была успешно протестирована в условиях, имитирующих реальное применение. Был создан привод, срабатывающий от нажатия, который можно закопать в землю. При наступании на него животного (например, кабана) робот начинал ритмично двигаться, привлекая зверя. В дальнейшем такой робот мог служить носителем питательных веществ или вакцин, не оставляя после себя токсичных отходов.