Американские инженеры создали простого робота, получающего энергию для движения из алюминиевой поверхности, по которой он ездит. Несмотря на то, что в нем нет процессора или других логических схем, он может маневрировать и ездить по маршруту, оптимальному для получения энергии. Статья опубликована в журнале Advanced Intelligent Systems.
Классические роботы обычно используют энергию, запасенную в аккумуляторе и пополняют ее при помощи человека. Причем это касается и большинства биомиметичных роботов, конструкция которых частично заимствована у живых существ, хотя те самостоятельно извлекают энергию из своей среды обитания. Среди роботов, которые все же умеют снабжать себя энергией самостоятельно, можно выделить две заметные группы: большие роботы, которые, как правило, добывают электрический ток из солнечного света, и микророботы, получающие энергию из химических соединений окружающей среды.
Инженеры из Пенсильванского университета под руководством Джеймса Пикьюла (James Pikul) создали большого робота, который получает энергию из окружающей среды химическим способом и при этом сам направляется в сторону от областей без возможности для получения энергии, не используя логические схемы.
В основе робота лежит каталитический источник энергии, который образован как из частей робота, так и из окружающей среды. Всего таких источника два — по одному на мотор. Со стороны робота установлен катод — газодифузионная углеродно-платиновая пластина. К нему прикреплен гидрогель, выступающий в качестве электролита. А анодом в этом источнике энергии выступает металлическая поверхность, по которой ездит робот.
При контакте робота с металлической поверхностью (авторы использовали алюминий) этот метал окисляется в присутствии гидроксид-ионов гидрогеля, в результате чего в цепи появляются электроны. Они проходят через металлическую поверхность и электромотор к катоду, где в присутствии платинового катализатора и воды из гидрогеля восстанавливают молекулы кислорода до новых гидроксид-ионов. Таким образом, в цепи возникает ток, проходящий через электромоторы и заставляющий их двигаться.
Благодаря тому, что инженеры использовали в роботе два отдельных источника энергии, связанных с отдельными моторами, им удалось реализовать простую автономность без необходимости в датчиках и процессоре. Они показали это на примере нескольких препятствий — веществ на поверхности алюминия, имеющих меньшую реакционную способность и уменьшающих выработку энергии. Например, они разместили на пути езды робота медную пленку. После того как робот наехал на нее одной из гидрогелевых поверхностей, ток в соответствующем моторе уменьшился, из-за разной тяги робот начал поворачивать вбок и в итоге сместился гидрогелевой поверхностью обратно на алюминий. Таким же образом им удалось реализовать более сложные маневры, при которых робот дважды поворачивал в разные стороны, чтобы проехать внутри трассы с краями из полиимидной пленки, полностью прекращающей выработку энергии.
Ранее другая группа инженеров сумела создать шагающего робота без электромеханических компонентов, управляющих движением ног. Вместо них в роботе применяется пневматическая система, которая одновременно работает как источник движения и логическая схема.
Григорий Копиев