Self-powered 'bugs' can skim across water to detect environmental data
紐約州立大學賓厄姆頓大學的研究人員開發了一種可以在水面上掠過的自供電“蟲子”,他們希望它能夠徹底改變水上機器人技術。圖片來源:Seokheun "Sean" Choi 教授

紐約州立大學賓厄姆頓大學的研究人員開發了一種可以在水面上掠過的自供電“蟲子”,他們希望它能夠徹底改變水上機器人技術。

他們的工作是發表在日記中先進材料技術

未來學家預測,到 2035 年,超過一兆個自治節點將作為「物聯網」的一部分融入所有人類活動中。很快,幾乎任何物體(無論大小)都會向系統提供信息無需人工參與。

讓這個想法變得棘手的是地球表面的 71% 被水覆蓋,並且造成嚴重的環境和後勤問題。為了應對這些挑戰,美國國防高級研究計劃局 (DARPA) 啟動了一項名為「物海」的計畫。

在過去的十年中,賓漢頓大學 Seokheun “Sean” Choi 教授擔任 Thomas J. Watson 工程與應用科學學院電機與電腦工程系的教員以及先進感測技術與環境永續性研究中心主任(CREATES) – 一直致力於開發細菌驅動的生物電池,其保存期限可能為100 年。Choi 與 Anwar Elhadad 博士和博士。學生Yang“Lexi”Gao,開發了自供電蟲子。

新型水上機器人使用類似的技術,因為它在不利條件下比太陽能、動能或熱能係統更可靠。Janus 界面的一側是親水性的,另一側是疏水性的,它可以吸收水中的營養物質並將其保留在設備內部,以促進細菌孢子的產生。

「當環境有利於細菌時,它們就會變成營養細胞並產生能量,」他說,「但當條件不有利時——例如,天氣很冷或沒有營養物質——它們就會回到原來的狀態。

賓厄姆頓團隊的研究表明接近 1 毫瓦,足以操作機器人的機械運動和任何可以追蹤環境數據的感測器,例如、污染程度、商船和飛機的移動以及水生動物的行為。

能夠將機器人發送到任何需要的地方,是對當前「智慧漂浮物」的明顯升級,「智慧漂浮物」是固定在一個地方的固定感測器。

改進這些水生機器人的下一步是測試哪些細菌最適合在壓力海洋條件下產生能量。

崔說:“我們使用了非常常見的細菌細胞,但我們需要進一步研究以了解這些海洋區域中到底生活著什麼。”「之前,我們證明了多個細菌細胞的組合可以提高可持續性和功率,所以這是另一個想法。也許使用,我們可以找到細菌種類的最佳組合,以提高功率密度和可持續性。

更多資訊:Anwar Elhadad 等人,徹底改變水上機器人:先進的仿生策略,實現自驅動的跨水面移動性,先進材料技術(2024)。DOI:10.1002/admt.202400426

引文:自供電「蟲子」可以掠過水面偵測環境資料(2024 年 7 月 29 日)檢索日期:2024 年 7 月 29 日取自 https://techxplore.com/news/2024-07-powered-bugs-skim-environmental.html

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