ビンガムトン大学とニューヨーク州立大学の研究者らは、水面をかすめることができる自力で動く「バグ」を開発し、これが水中ロボット工学に革命をもたらすことを期待している。

彼らの仕事は、出版された日記で先端材料技術。

未来学者は、2035 年までに 1 兆を超える自律ノードが「モノのインターネット」の一部として人間のあらゆる活動に統合されると予測しています。間もなく、大小を問わず、ほとんどすべてのオブジェクトが情報を提供するようになるでしょう。中央データベース人間の関与を必要とせずに。

この考えを難しくしているのは、地球の表面の 71% が水で覆われていることです。水生環境重大な環境問題と物流問題を引き起こします。これらの課題を検討するために、米国国防高等研究計画局 (DARPA) は、Ocean of Things と呼ばれるプログラムを開始しました。

過去 10 年間、ビンガムトン大学のソクフン "ショーン" チョイ教授は、トーマス J. ワトソン工学応用科学大学院の電気およびコンピュータ工学科の教員であり、先端センシング技術と環境持続可能性研究センターの所長を務めています。(CREATES) は、100 年の保存可能期間を持つ細菌を動力とするバイオバッテリーの開発に取り組んできました。チョイ氏は、アンワル・エルハダド博士、博士とともに、学生のヤン "レクシー" ガオは、自己発電型バグを開発しました。

新しい水中ロボットは、悪条件下でも太陽エネルギー、運動エネルギー、または熱エネルギー システムよりも信頼性が高いため、同様のテクノロジーを使用しています。Janus インターフェースは、片面が親水性、もう片面が疎水性で、水から栄養素を取り込み、デバイス内に保持して細菌の胞子の生成を促進します。

「環境が細菌にとって好ましい場合、細菌は栄養細胞となって発電します。しかし、条件が好ましくない場合、たとえば、非常に寒かったり、栄養素が利用できなかったりすると、バクテリアは元の状態に戻ります」と彼は言いました。そうすることで、運用寿命を延ばすことができます。」

ビンガムトンチームの研究は次のことを示しました。発電1ミリワット近くで、ロボットの機械的動作や環境データを追跡できるセンサーを動作させるのに十分な電力です。水温、汚染レベル、商船や航空機の動き、水生動物の行動。

必要な場所にロボットを派遣できるということは、1 か所に固定されたセンサーである現在の「スマート フロート」からの明らかなアップグレードです。

これらの水中ロボットを改良するための次のステップは、ストレスの多い海洋条件下でエネルギーを生成するのにどのバクテリアが最適であるかをテストすることです。

「私たちは非常に一般的な細菌細胞を使用しましたが、海洋のこれらの領域に実際に何が生息しているかを知るためにはさらに研究する必要があります」とChoi氏は述べた。「以前、複数の細菌細胞を組み合わせることで持続性と能力が向上することを実証したので、それもまた別のアイデアです。機械学習細菌種の最適な組み合わせを見つけて、電力密度と持続可能性を向上させることができます。」