Nowoczesny robot może w przyszłości badać jakość wody

Naukowcy z Duke University opracowali niezwykłego robota o nazwie DraBot. Maszyna przypominająca ważkę nie zawiera żadnej elektroniki, a powstała do badania jakości wody.

Nie da się ukryć, że naturalne zbiorniki wodne są coraz bardziej zanieczyszczone i trzeba je regularnie badać. Nie jest to jednak sprawa prosta, gdyż należy najpierw pobrać próbki wody, a następnie dostarczyć je do laboratorium celem przeprowadzenia analizy. Wkrótce jednak zadanie to stanie się zdecydowanie łatwiejsze, gdyż zajmą się tym maszyny.

Inżynierowie z Duke University opracowali miękkiego robota o nazwie DraBot, który powstał specjalnie do badania jakości wody. Maszyna przypominająca ważkę nie ma żadnej elektroniki. Potrafi przy tym reagować na warunki środowiskowe, takie jak pH, temperatura, czy też obecność olejów.

DraBot będzie w przyszłości badać jakość wody

Projekt rozpoczęto od opracowania miękkiego robota, którego podstawą była mucha. Po kilku prototypach inżynierowie doszli jednak do wniosku, że do ich potrzeb lepiej nada się ważka. Wykorzystali więc jej kształt, wyposażając robota w sieć wewnętrznych mikrokanałów umożliwiających sterowanie ciśnieniem powietrza. Jego ciało ma zaledwie 5,65 cm długości, a rozpiętość skrzydeł wynosi 3,5 cm.

Korpus maszyny powstał poprzez wlanie krzemu do aluminiowej formy, a następnie wypalenie całości. Kanały wewnętrzne powstały za pomocą miękkiej litografii i połączono je z elastyczną rurką silikonową. Największym wyzwaniem dla inżynierów była jednak kwestia sterowania maszyną, za pomocą jedynie ciśnienia powietrza. DraBot nie ma bowiem żadnych mechanicznych siłowników ani elektroniki, które tradycyjnie poruszają takimi robotami.

Udało się pokonać ten problem za pomocą wspomnianych wcześniej mikrokanałów. Powietrze wpadające do przednich skrzydłach jest ściskane, a następnie ucieka poprzez szereg otworów umieszczonych w tylnych skrzydłach. Gdy tylne skrzydła są opuszczone, wówczas blokuje to przepływ powietrza i sprawia, że robot stoi w miejscu. Po ich uniesieniu zaczyna poruszać się do przodu.

Miękki robot bez elektroniki

Ruch skrzydeł wymuszają specjalnie zaprojektowane balonowe siłowniki umieszczone pod każdym z nich. Po nadmuchaniu powodują ruch skrzydeł w górę, umożliwiając kontrolerowi wskazanie robotowi kierunku, w którym ma się udać.

Skrzydła nie pełnią jednak wyłącznie funkcji napędu, ale również czujnika środowiskowego. Pomalowano je bowiem samonaprawiającym się hydrożelem, który sprawia, że reagują na zmiany pH wody. Gdy woda ma duża kwasowość, wówczas jedno przednie skrzydło łączy się z tylnym powodując, że robot zamiast poruszać się prosto, zaczyna kręcić w kółko. Kiedy pH wraca do normy skrzydła rozdzielają się, zaś maszyna znowu reaguje na polecenia.

Na korpusie robota znajdują się również specjalne gąbki, które reagują zmianą koloru na obecność oleju. Oprócz tego skrzydła zmieniają kolor z czerwonego na żółty, reagując w ten sposób na temperaturę wody.

Jak działa opracowana przez inżynierów konstrukcja, możecie zobaczyć na poniższym wideo. Naukowcy twierdzą, że jest to na razie tylko jednostka demonstrująca koncepcję budowy tego typu maszyn. Uważają jednak, że może być prekursorem bardziej zaawansowanego autonomicznego robota środowiskowego dalekiego zasięgu, zdolnego do monitorowania różnych problemów.

Źródło