Alkohol nie rozwiązuje problemów. Chyba że dotyczą zasilania robotów

Miniaturowe roboty od lat rozpalają wyobraźnię twórców science fiction. Nanoboty leczą od środka, wnikając do organizmu i walcząc z wrogimi drobnoustrojami, czy naprawiają mikrouszkodzenia na poziomie molekularnym. Inne, tym razem szpiegowskie, niezauważone przez nikogo wnikają w najmniejsze zakamarki i podsłuchują, podglądają, dokonują aktów sabotażu.

Rzeczywistość próbuje nadążać za wyobraźnią twórców, a pierwsze mikroskopijne roboty już działają. Maszyny w skali mikro mają zrewolucjonizować medycynę, mogą się też okazać nieocenione wszędzie tam, gdzie ani człowiek, ani większe maszyny nie mają szansy się dostać, na przykład w poszukiwaniu ofiar trzęsień ziemi pod gruzami.

Adres filmu na Youtube: https://youtu.be/vd6tN19wilQ

RoBeetle w akcji.
Źródło: IEEE Spectrum / YouTube

By to osiągnąć, roboty muszą działać samodzielnie, a tu dużym problemem jest źródło zasilania. Miniaturowe baterie nie są po prostu dość wydajne, by dostarczyć odpowiednią ilość energii. W poszukiwaniu jej alternatywnych źródeł naukowcy z Uniwersytetu Południowej Kalifornii postanowili spróbować alkoholu. Na łamach czasopisma „Science Robotics” prezentują RoBeetle – prototyp robota zasilanego metanolem.

Robocik jest rzeczywiście miniaturowy – bez paliwa waży 88 miligramów. To tyle, co trzy ziarnka ryżu. Mimo to jest niezwykle silny. Może udźwignąć 2,6-krotność swojej masy. I wspiąć się na wzniesienia o maksymalnym nachyleniu 10 stopni.

„Silnikiem” robocika jest element zbudowany ze stopu niklu i tytanu pokryty platyną. Platyna jest katalizatorem reakcji utleniania metanolu. Prościej mówiąc – opary alkoholu w zetknięciu z platyną zapalają się, wytwarzając ciepło.

W trzewiach robocika pokryty platyną mikromięsień rozszerza się i kurczy pod wpływem kontaktu (lub jego braku) z oparami metanolu, powodując powolny, ale konsekwentny ruch insekta. Za odpowiednią synchronizację dopływu paliwa oraz naprzemienne kurczenie i rozszerzanie mięśnia odpowiada system mikroskopijnych zaworków kontrolowanych mechanicznie – pozbawiony jakiejkolwiek elektroniki.

Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?time_continue=162&v=FSdBB1vBDKY&feature=emb_title

Reakcja oparów metanolu z tlenem w pobliżu platyny.
Źródło: Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations / YouTube

Dlaczego metanol? Ponieważ magazynuje dużo energii. Zawiera jej nawet dziesięć razy więcej niż bateria litowo-jonowa o tej samej objętości. Twórcy robota zapewniają, że na jednym „baku” paliwa jest on w stanie działać nawet ponad godzinę. Najlepsza nawet bateria podobnej wielkości zasilająca elektronicznie sterowane układy ruchu wytrzymałaby najwyżej kilka sekund.

Przed miniaturowym żuczkiem jeszcze daleka droga. Autorzy projektu przyznają, że ich urządzenie jest wolniejsze od innych rozwiązań porównywalnej wielkości. Poza tym nie można nim sterować. Przyszłe prototypy mają wykorzystywać tę samą zasadę ruchu, ale mają być szybsze i napędzane innym paliwem.

Docelowo Néstor O. Pérez-Arancibia, szef zespołu badaczy, chciałby tworzyć maszyny latające. Co konkretnie? „Chcemy robić motyle” – mówi serwisowi „Science News”.

Skip to content