Μαλακό ρομπότ που τροφοδοτείται από βρώσιμη πνευματική μπαταρία και ενεργοποιητή
Σχηματική αναπαράσταση του προτεινόμενου συστήματος βρώσιμων μπαταριών-ενεργοποιητών για τη δημιουργία ρυθμικής και παρατεταμένης παραγωγής και απελευθέρωσης αερίου. Credit: Advanced Science (2025). DOI: 10.1002/advs.202509350 Χρησιμοποιώντας κοινά συστατικά κουζίνας, όπως κιτρικό οξύ και διττανθρακικό νάτριο, οι επιστήμονες δημιούργησαν μια βρώσιμη πνευματική μπαταρία και σύστημα βαλβίδων για την τροφοδοσία μαλακών ρομπότ. Τα μαλακά, βιοδιασπώμενα ρομπότ χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς, όπως η περιβαλλοντική παρακολούθηση και η στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων, και είναι σχεδιασμένα να εξαφανίζονται εντελώς μετά την εκτέλεση των καθηκόντων τους. Ωστόσο, το κύριο πρόβλημα με αυτά είναι ότι βασίζονται σε συμβατικές μπαταρίες (όπως λιθίου), οι οποίες είναι τοξικές και μη βιοδιασπώμενες. Και μέχρι τώρα, δεν έχει αναπτυχθεί κανένα επιτυχημένο σύστημα που να μπορεί να παρέχει επαναλαμβανόμενη, αυτοσυντηρούμενη κίνηση χρησιμοποιώντας μόνο βρώσιμα υλικά. Σε μια νέα εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Advanced Science, ερευνητές από το Εργαστήριο Ευφυών Συστημάτων του Dario Floreano στο EPFL στην Ελβετία περιγράφουν πώς ανέπτυξαν μια πλήρως βρώσιμη πηγή ενέργειας (μπαταρία), ένα σύστημα βαλβίδας (ελεγκτής) και έναν ενεργοποιητή (ο μυς του ρομπότ). Πώς λειτουργεί το σύστημα Η μπαταρία αποτελείται από δύο συστατικά: το ένα περιέχει κιτρικό οξύ, που βρίσκεται στα λεμόνια, και το άλλο περιέχει διττανθρακικό νάτριο σε σκόνη (κοινή μαγειρική σόδα). Για την παραγωγή ενέργειας, το οξύ στάζει πάνω στη μαγειρική σόδα, προκαλώντας το να αφρίσει με ασφάλεια και να απελευθερώσει υπό πίεση αέριο διοξείδιο του άνθρακα. Αυτή είναι η κλασική χημική αντίδραση «ηφαιστείου» που παρατηρείται σε πολλά μαθήματα επιστήμης στο κολέγιο. «Η βρώσιμη πνευματική μπαταρία που περιγράφεται εδώ βασίζεται στη χημική αντίδραση διττανθρακικού νατρίου και κιτρικού οξέος, αποδίδοντας μια πηγή ενέργειας που είναι ασφαλής για κατανάλωση, παρέχει γρήγορη ενεργοποίηση, είναι χαμηλού κόστους και έχει μηδενικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις», έγραψαν οι ερευνητές στη μελέτη τους. Το αέριο διοξείδιο του άνθρακα ρέει στον βρώσιμο ενεργοποιητή, ο οποίος είναι κατασκευασμένος από μαλακή, εύκαμπτη ζελατίνη. Καθώς αυξάνεται η πίεση αερίου στο εσωτερικό, ο ενεργοποιητής κάμπτεται. Αυτή η κάμψη είναι η κίνηση του ρομπότ. Όταν η πίεση γίνει πολύ υψηλή, απελευθερώνεται μέσω μιας βαλβίδας, η οποία είναι ένα λεπτό, κυκλικό κέλυφος ζελατίνης με σχισμή. Καθώς η πίεση πέφτει, η βαλβίδα κλείνει αυτόματα, επιτρέποντας να συσσωρευτεί ξανά πίεση από την μπαταρία για να οδηγήσει τον επόμενο κύκλο ρυθμικής κίνησης. Αυτός ο συνεχής κύκλος οδηγεί σε αυτοσυντηρούμενη κίνηση. Το σύστημα είναι εξαιρετικά προγραμματιζόμενο και επεκτάσιμο, επιτρέποντάς του να ρυθμίζεται με ακρίβεια για συγκεκριμένες αποστολές. Προσαρμόζοντας το μέγεθος του ανοίγματος από το οποίο στάζει το οξύ, οι επιστήμονες μπορούν να ελέγξουν τον ρυθμό με τον οποίο παράγεται το αέριο. Αυτό με τη σειρά του επηρεάζει το πόσο γρήγορα κινείται το ρομπότ. Εν τω μεταξύ, ο αριθμός των επαναλαμβανόμενων κινήσεων μπορεί να ελεγχθεί μεταβάλλοντας την αντίσταση στη ροή αερίου μεταξύ των εξαρτημάτων. Επιπλέον, η μπαταρία μπορεί να κατασκευαστεί σε διάφορα μεγέθη και να λειτουργεί για μόλις 20 δευτερόλεπτα ή έως και 650 δευτερόλεπτα. Επιτυχής δοκιμή Οι ερευνητές απέδειξαν με επιτυχία την τεχνολογία τους σε εργαστηριακό περιβάλλον που μιμούνταν τη χρήση του πραγματικού κόσμου. Δημιούργησαν έναν ενεργοποιητή με πόδι που θα μπορούσε να θαφτεί κάτω από τη γη και να ενεργοποιηθεί όταν ένα άγριο ζώο, όπως ένας κάπρος, το πάτησε. Το ρομπότ θα κινούνταν στη συνέχεια επανειλημμένα (μιμούμενο το ζωντανό θήραμα), προσελκύοντας το άγριο ζώο να πλησιάσει. Όταν τρώει το ρομπότ, θα καταναλώσει επίσης το ωφέλιμο φορτίο θρεπτικών συστατικών ή εμβολίων. Κανένα τοξικό απόβλητο δεν θα έμενε πίσω. Γράφτηκε για εσάς από τον συγγραφέα μας Paul Arnold, που επιμελήθηκε η Gaby Clark και ελέγχθηκε και αναθεωρήθηκε από τον Robert Egan—αυτό το άρθρο είναι αποτέλεσμα προσεκτικής ανθρώπινης εργασίας. Βασιζόμαστε σε αναγνώστες όπως εσείς για να διατηρήσουμε ζωντανή την ανεξάρτητη επιστημονική δημοσιογραφία. Εάν αυτή η αναφορά έχει σημασία για εσάς, εξετάστε το ενδεχόμενο μιας δωρεάς (ειδικά κάθε μήνα). Θα λάβετε έναν λογαριασμό χωρίς διαφημίσεις ως ευχαριστήριο. Περισσότερες πληροφορίες: Bokeon Kwak et al, Edible Pneumatic Battery for Sustained and Repeated Robot Actuation, Advanced Science (2025). DOI: 10.1002/advs.202509350 © 2025 Science X Network Citation: Μαλακό ρομπότ που τροφοδοτείται από βρώσιμη πνευματική μπαταρία και ενεργοποιητή (2025, 17 Νοεμβρίου) ανακτήθηκε στις 17 Νοεμβρίου 2025 από https://techxplore.com/news/2025-11-soft-robot-powered-edible-pneumatic.html Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.
Δημοσιεύτηκε: 2025-11-17 18:20:00
πηγή: techxplore.com
