Инженеры из Корнелльского, Пенсильванского, а также одного из европейских университетов создали мягкого робота-рыбу, использующего в качестве источника энергии не твердые аккумуляторы, а систему искусственного кровотока, по которому течет жидкий электролит. Такой подход позволяет 40-сантиметровой машине накапливать больше энергии в ограниченном пространстве и работать в течение более длительных периодов времени без необходимости использования тяжелых и громоздких аккумуляторных блоков. О разработке сообщается в журнале Nature.

По мнению Роберта Шеперда, робототехника из Корнелльского университета, главы команды, разработавшей этого робота, их разработка перспективна благодаря своей мультифункциональности и автономности — на ее основе можно создать новое поколение роботов, способных выполнять задачи без вмешательства человека.

Как создать максимально автономного робота?

Создание максимально автономных роботов, способных самостоятельно работать в течение продолжительных периодов времени является ключевой проблемой в робототехнике. Между тем такие машины очень пригодились бы, например, при выполнении продолжительных поисково-спасательных операциях или в ходе глубоководных исследований, говорит Сесилия Ласки, робототехник из Школы перспективных исследований имени Святой Анны в Италии.

Краеугольным камнем на пути создания таких максимально автономных машин является вопрос сохранения хранения. Даже самые современные роботы, имитирующие человека или животных, обычно не обладают многофункциональными и связанными друг с другом «жизнеобеспечивающими» системами, как у живых организмов. У того же человека необходимые питательные вещества во все органы поставляет кровь, постоянно циркулирующая по телу. Робот же получает энергию от аккумуляторов, и чем больше ему нужно энергии, тем сложнее оснастить его аккумуляторами без ущерба для автономности и общего веса.

Искусственная «кровеносная» система робота

Разработанная инженерами роботрыба похожа на лучеперую рыбу-зебру. Ее конструкцию пронизывают гибкие искусственные сосуды, состоящие из связанных между собой проточных аккумуляторов. Внутри каждого такого аккумулятора есть положительный и отрицательный электроды (анод и катод), разделенные мембраной. Специальные небольшие насосы перекачивают по всей этой цепочке жидкий электролит (иодид цинка). Энергию, которая возникает при движении электронов от анода к катоду, роборыба использует для функционирования электронных систем робота. При этом ее плавники приводятся в движение непосредственно за счет движения жидкости внутри них. Такой подход позволил увеличить объем энергии, хранимый в роботе на 325 процентов, отмечают разработчики.

В ходе испытания роборыба могла плавать автономно в течение длительного времени (до 37 часов без подзарядки) со скоростью около 1,5 длины тела в минуту при движении против течения.