Özet:
Yenilebilir bir robot, su yüzeyinin etrafında dolaşmak için biyolojik olarak parçalanabilen yakıt ve yüzey geriliminin bir kombinasyonundan yararlanarak, yapay polimerlerden ve elektroniklerden yapılan çevresel izleme cihazlarına güvenli – ve besleyici – bir alternatif yaratır.

EPFL bilim insanları tarafından üretilen yenilebilir bir robot, suyun yüzeyinin etrafında dolaşmak için biyolojik olarak parçalanabilen yakıt ve yüzey geriliminin bir kombinasyonundan yararlanarak, yapay polimerlerden ve elektroniklerden yapılan çevresel izleme cihazlarına güvenli – ve besleyici – bir alternatif oluşturuyor.

Tekne şeklindeki robot, bazı su böcekleri tarafından kendilerini su yüzeyinde itmek için kullanılan aynı fenomenden – Marangoni etkisinden – yararlanır.

Küçük bir çıkarılabilir oda içindeki kimyasal bir reaksiyon, karbondioksit gazı üretir ve bu da bir yakıt kanalına girer ve yakıtı dışarı çıkar.

Atılan yakıtın neden olduğu su yüzeyi gerilimindeki ani azalma daha sonra robotu ileriye doğru iter.

Bu akıllı tasarım sadece etkili olmakla kalmaz, robotların birkaç dakika boyunca su yüzeyinde serbestçe hareket etmesine izin verir, aynı zamanda tamamen toksik değildir ve biyolojik olarak parçalanabilir.

Gerçekten de, bazıları tetikleyici kimyasal reaksiyonun bileşenlerini, sitrik asit ve sodyum bikarbonatı, bir volkan içeren tipik bir okul bilim deneyinde kullanılanlarla aynı olarak tanıyabilir.

Ve ‘yakıt’, cilt bakım ürünlerinde yaygın olarak bulunan bir sıvı olan propilen glikoldür.

EPFL doktora öğrencisi Shuhang Zhang, “Doğal ortamlar için minyatür yüzme robotlarının geliştirilmesi hızla ilerlerken, bunlar tipik olarak hassas ekosistemlerde kitlesel dağıtım için zorluklar yaratan plastiklere, pillere ve diğer elektroniklere dayanır” diyor.

“Bu çalışmada, bu malzemelerin tamamen biyolojik olarak parçalanabilen ve yenilebilir bileşenlerle nasıl değiştirilebileceğini gösteriyoruz.”

Zhang ve Mühendislik Fakültesi’nde Dario Floreano liderliğindeki Akıllı Sistemler Laboratuvarı’ndan bir ekip, yakın zamanda Nature Communications’daki çalışmaları bildirdi.

Biyo-ilhamlı hareket

Robot sadece sudaki faunaya zararsız değil, hatta faydalı olacak şekilde tasarlanmıştır.

Araştırmacılar, yaklaşık 5 cm uzunluğundaki dış yapıya güç ve sertlik katmak için, ticari peletlere göre %30 daha yüksek protein içeriği ve %8 daha düşük yağ içeriğine sahip balık yemi kullandılar.

Bu nedenle cihaz, tıpkı hayvanların yaptığı gibi, ömrünün sonunda sudaki vahşi yaşam için besin görevi görebilir.

EPFL ekibi, robotların çok sayıda konuşlandırıldığını öngörüyor.

Her cihaz, su pH’ı, sıcaklık, kirleticiler ve mikroorganizmaların varlığı gibi çevresel verileri toplamak için biyolojik olarak parçalanabilen sensörlerle donatılacak ve toplamadan sonra veya uzaktan algılama ile okunabilecek sensörlerle donatılacaktır.

Ekip, robotların yönlü hareketini tam olarak kontrol etmek yerine, yakıt kanalının asimetrik tasarımını değiştirerek ‘sola dönüş’ ve ‘sağ dönüş’ varyantları üretti.

Bu kontrol seviyesi, robotları su yüzeyine dağıtmak için gereken tek şeydir ve sözde rastgele hareketleri böceklerin hareketlerini taklit eder ve onları balıklara besin veya ilaç vermek için ideal kaplar haline getirir.

Araştırmacılar, robotların sudaki evcil hayvanların bilişsel gelişimini teşvik edebileceğini bile tahmin ediyor, ancak EPFL çalışmasının bir parçası olarak hiçbir hayvan deneyi yapılmadığı için bunu araştırmak için gelecekteki araştırmalara ihtiyaç var.

Robotik bir gıda sınırı

Bu çalışma, gelişmekte olan yenilebilir robotik alanındaki en son yeniliktir.

Akıllı Sistemler Laboratuvarı, gıda manipülatörleri ve evcil hayvan maması olarak yenilebilir yumuşak aktüatörler, yenilebilir hesaplama için akışkan devreler ve mahsul büyümesini izlemek için yenilebilir iletken mürekkep dahil olmak üzere yenilebilir cihazlar hakkında birçok makale yayınladı.

Floreano ayrıca RoboFood konsorsiyumundan meslektaşlarıyla robotik gıdaya bir bakış açısı yayınladı: bu cihazların potansiyelini araştırmak için 2021’de 3,5 milyon € AB fonuyla başlatılan koordine ettiği bir proje.

Floreano, “Elektronik atıkların biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerle değiştirilmesi yoğun bir çalışmanın konusudur, ancak hedeflenen beslenme profillerine ve işlevine sahip yenilebilir malzemeler zar zor dikkate alınmıştır ve insan ve hayvan sağlığı için bir fırsatlar dünyası açar” diyor.

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsiniz.