ساخت ربات‌هایی بدون نیاز به منبع تغذیه

مجله علمی ایلیاد - زمانی که به ربات فکر می‌کنید، چه تصویری در ذهنتان نقش می‌بندد؟ حتماً تصویر ربات‌های بزرگ فلزی که در رسانه‌ها معروف شده‌اند به ذهنتان می‌آید، ولی نباید غافل باشید که ربات‌ها گستره‌ی خیلی وسیعی دارند و محدود به ربات‌های فلزی معروف نیستند. به‌عنوان مثال، سیستم‌های رباتیکی که در آزمایشگاه‌ها وجود دارند با انجام کارهای تکراری و جابه‌جایی مواد شیمیایی خطرناک به پیشرفت علم کمک می‌کنند.

قبل از اینکه ربات وارد کار شود، باید به فکر انرژی مورد نیاز آن بود. معمولاً انرژی ربات‌ها از برق یا باتری تامین می‌شود. با این حال دانشمندان سال‌های زیادی وقت صرف کرده‌اند تا بتوانند رباتی بسازند که به صورت اتوماتیک و پیوسته بدون نیاز به برق کار کند.

اکنون دانشمندان دانشگاه ماساچوست در مجله‌ی Nature Chemistry گزارشی منتشر کرده‌ و در آن نشان داده‌اند که ربات‌های مایع می‌توانند مانند زیردریایی‌های کوچک به زیر آب شنا کنند و مواد شیمیایی با ارزش را بازیابی کنند و سپس به سطح آب آمده و مواد شیمیایی را تحویل دهند و این کار را بارها و بارها تکرار کنند.

این تکنولوژی در حقیقت اولین ربات آبی است که خودش تامین‌کننده‌ی انرژی مورد نیاز خودش است و می‌تواند به صورت پیوسته بدون نیاز به برق کار کند. از این ربات می‌تواند به‌عنوان یک سیستم خودکار برای تولید مواد شیمیایی و سیستم‌های دارورسانی در صنعت داروسازی استفاده کرد. در این مطالعه، سدهای موجود بر سر راه طراحی سیستم‌های رباتیک مایع که در آن‌ها از شیمی برای کنترل نیروی ارشمیدس استفاده می‌شود، برداشته شده است.

خانواده‌ی ربات‌های اینچنینی را «لیکوئیبوت» نامگذاری کرده‌اند. در مطالعات گذشته محققین نشان داده بودند که لیکوئیبوت‌ها می‌توانند به‌صورت خودکار یک کار به‌خصوص را انجام دهند، ولی این کار را تنها یک بار انجام می‌دادند. لیکوئیبوت‌هایی نیز ساخته شده بودند که یک کار را به‌صورت دائمی انجام می‌دادند، ولی نیازمند نیروی برق بودند. اکنون ربات آبی ساخته شده است که نیروی مورد نیاز را خودش از طریق مواد شیمیایی موجود در محیط اطراف تامین می‌کند.

دانشمندان طی آزمایش‌های متعدد دریافتند که خوراندن نمک به لیکوئیبوت باعث می‌شود ربات سنگین‌تر و چگال‌تر از مایع اطراف آن شود. در آزمایش‌های دیگری نیز محققین توانستند جابه‌جایی مواد شیمیایی توسط ربات را بررسی کنند.

از آنجا که لیکوئیبوت‌ها که قطر ۲ میلی‌متری دارند، چگال‌تر از محیط اطراف خود هستند، به یکدیگر نزدیک شده و پس از جمع‌آوری مواد شیمیایی مورد نیاز در وسط مایع تجمع می‌کنند؛ این نزدیک هم شدن لیکوئیبوت‌ها باعث بروز واکنشی می‌شود که طی آن حباب‌های اکسیژن ایجاد می‌شود و این حباب‌ها مانند بالن باعث بالا آمدن لیکوئیبوت بر روی سطح مایع می‌شوند. واکنش دیگری در سطح مایع رخ می‌دهد که باعث ته‌نشین شدن لیکوئیبوت‌ها می‌شود و این مسیر مجدداً تکرار می‌شود.

برخی از لیکوئیبوت‌ها می‌توانند انواع مختلفی از گازها را در محیط خود تشخیص دهند؛ در صورتی که برخی از آن‌ها می‌توانند مواد شیمیایی اطراف خود را شناسایی کنند. دانشمندان نشان داده‌اند که این سیستم را می‌توان در مقیاس بزرگ نیز به‌کار برد و مشکلات متعددی را حل کرد.