Роботы, поедающие металлы, могут искать пищу даже без мозга

Когда дело доходит до питания мобильных роботов, батареи представляют собой проблемный парадокс: чем больше энергии они содержат, тем больше они весят и, следовательно, тем больше энергии требуется роботу для движения. Сборщики энергии, такие как солнечные батареи, могут работать для некоторых приложений, но они не обеспечивают быструю и стабильную подачу энергии для длительного путешествия.


Джеймс Пикул, доцент кафедры машиностроения и прикладной механики Пенсильванского университета, разрабатывает технологию роботов, сочетающую в себе лучшее из обоих миров. Его источник напряжения, контролируемый окружающей средой, или ECVS, работает как батарея, поскольку вырабатывается путем многократного разрыва и образования химических связей, но он избегает парадокса веса, обнаруживая эти химические связи в окружающей среде робота, как в комбайне. Находясь в контакте с металлической поверхностью, блок ECVS катализирует реакцию окисления с окружающим воздухом, питая робота освобожденными электронами.

Подход Пикуля был вдохновлен тем, как животные заставляют себя питаться химическими связями в форме пищи. И, как простой организм, эти с приводом от ECVS теперь способны искать собственные источники пищи, несмотря на отсутствие «мозга».

В новом исследовании, опубликованном как статья «Выбор редакции» в Продвинутые интеллектуальные системы, Пикуль вместе с членами лаборатории Мин Ван и Юэ Гао демонстрируют колесного робота, который может перемещаться по окружающей среде без компьютера. Имея левое и правое колеса робота, приводимые в движение разными блоками ECVS, они демонстрируют рудиментарную форму навигации и поиска пищи, когда автоматически направляется к металлическим поверхностям, которые он может «съесть».

Их исследование также описывает более сложное , которое может быть достигнуто без центрального процессора. Благодаря разному пространственному и последовательному расположению блоков ECVS робот может выполнять множество логических операций в зависимости от наличия или отсутствия источника пищи.

«Бактерии могут автономно перемещаться к питательным веществам посредством процесса, называемого хемотаксисом, когда они ощущают и реагируют на изменения концентрации химических веществ», — говорит Пикул. «Маленькие роботы имеют те же ограничения, что и микроорганизмы, поскольку они не могут нести большие батареи или сложные компьютеры, поэтому мы хотели изучить, как наша ECVS может воспроизвести такое поведение».

В экспериментах исследователей они поместили своего робота на алюминиевые поверхности, способные питать его блоки ECVS. Добавив «опасности», которые не позволили бы роботу соприкоснуться с металлом, они показали, как блоки ECVS могут как заставить робота двигаться, так и направлять его к более энергоемким источникам.

«В некотором смысле, — говорит Пикул, — они похожи на язык в том смысле, что они чувствуют и помогают переваривать энергию».

Одним из видов опасности был изгиб изоляционной ленты. Исследователи показали, что робот будет автономно следовать по металлической полосе между двумя линиями ленты, если его блоки EVCS будут подключены к колесам на противоположной стороне. Если, например, полоса повернет налево, ECVS на правой стороне робота сначала начнет терять мощность, замедляя левые колеса робота и заставляя его отвернуться от опасности.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments