Исследователи из Корнелльского университета разрабатывают инновационные батареи, которые могут циркулировать внутри роботов, аналогично тому, как кровь течет по венам человека. Эта технология обещает революционизировать подход к энергоснабжению машин.
Команда ученых исследует концепцию «воплощенной энергии», где источники питания интегрируются непосредственно в структуру роботов, а не размещаются в отдельных отсеках. Это позволяет уменьшить вес и увеличить эффективность работы устройств.
Инженеры уже продемонстрировали эту идею в 2019 году, создав мягкого робота, вдохновленного крылаткой. Теперь они представили червя и медузу, которые используют циркулирующую гидравлическую жидкость для получения энергии.
Зачем нужны такие сложные системы, если обычные батарейки справляются с задачей? Вопрос резонный. Системы «роботизированной крови» могут значительно увеличить время автономной работы маленьких роботов, предназначенных для сложных задач, таких как мониторинг океанского дна, исследование труб и узких пространств. Это означает, что роботы смогут работать дольше без необходимости частой подзарядки.
Роботизированная кровь также повышает мобильность устройств. Руководитель проекта Роб Шепард объясняет: «Батарея выполняет двойную функцию: обеспечивает энергией систему и создает силу, движущую робота. Это позволяет создавать устройства, почти полностью состоящие из энергии, что увеличивает их дальность передвижения».
Червь, питающийся от гибкой батареи, может медленно, но уверенно перемещаться по земле. Его конструкция включает взаимосвязанные сегменты с двигателями и сухожильными приводами, которые сжимаются и расширяются, продвигая робота вперед. Он также способен двигаться по вертикальной трубе.
Хотя роботы-черви и медленные — они проходят около 105 метров за 35 часов — они все равно быстрее других гидравлических роботов.
Система роботизированной крови основана на батареях Redox Flow (RFB), содержащих электролитические жидкости йодида и бромида цинка. Эти жидкости высвобождают энергию через химические реакции окисления и восстановления. Команда использовала эту технологию для создания гибких батарей, которые не требуют жестких конструкций.
В случае робота-медузы RFB соединена с сухожилием, изменяющим форму колокола и толкающим его вверх по воде. Когда колокол расслабляется, медуза опускается. Такая конструкция может работать до 90 минут на одном заряде.
Подход воплощенной энергии открывает новые горизонты для создания специализированных исследовательских роботов. Роб Шепард отмечает, что следующим этапом может стать разработка машин, использующих скелетные структуры для передвижения.
Не забудьте прочитать новую статью, как ученые создали экологически чистую мембрану на растительной основе для фильтрации воды.