Row-bot očistí špinavou vodu a sílu tím, že jí mikroby

Anonim

Row-bot očistí špinavou vodu a sílu tím, že jí mikroby

Robotika

Colin Jeffrey

17. listopadu 2015

4 obrázky

Row-bot s ústy otevřený, aby se ve vodě - vložka ukazuje ústa uzavřená (Credit: University of Bristol)

Inspirovaný chybou vodní člunu, tým z univerzity v Bristolu vytvořil prototyp robotů, který je navržen tak, aby se dostal přes vrchol vody v špinavých rybnících nebo jezerech a "sní" mikroby vytahuje se. Pak je rozbíjí v umělém žaludku, aby vytvořila energii k tomu, aby mohla sám. Tímto způsobem vytváří dostatečnou sílu, aby se nepřetržitě přiměla k hledání dalších baktérií, které se budou živit.

Row bot se skládá ze dvou hlavních prvků - pohonného mechanismu, který umožňuje přesunout Row bot pomocí lopatky poháněné miniaturním 0, 75 W, kartáčovaným DC motorem a jeho "žaludkem", kde mikrobní palivové články (MFC) napájí elektrický proud motoru, který napájí pádlo.

Celý systém funguje, když robot pohlcuje vodu, přičemž MFC vytváří elektřinu z bakterií, které jsou v ní obsaženy, což jí umožňuje provádět několik úderů svého pádla. Tímto pohybem se Row-bot dostane do špinavější vody a proces začíná znovu. To je to, co nastavuje Row-bot od jiných podobných miniaturních plaveckých robotů (například Harvard Microrobotics 'Robobee); je plně napájen z média, ve kterém plave.

Vesmírný hmyz, který emuluje Row-bot, má nohy pokryté vlasy, aby maximalizoval plochu během silového zdvihu a který se zhroutí, aby se minimalizovalo přetržení během obnovovacího zdvihu. Také návrh padáků Row-bot se mění, aby se maximalizovala účinnost.

Konstruovaná z 3D kompozitní struktury s pevným rámem nesoucím elastickou membránu, je každá lopatka roztažena, aby se zvýšila plocha lopatky během silového zdvihu. Membrána má kloub, který mění úhel útoku na část lopatky, která zůstává pod vodou během zdvihu, aby se snížila jeho čelní plocha a tudíž její tah.

MFC - podobně jako vyvinutý firmou UWE Bristol k výrobě elektrického proudu z moči - používaný v botách Row je podobný normálním palivovým článkům, s výjimkou toho, že na místo běžnějších paliv pro napájení procesu používá bakterie k vytvoření elektrického proudu napodobováním bakteriálních interakcí nalezených v přírodě.

Když se mikroorganismy krmí cukrem v aerobních podmínkách (tj. V přítomnosti kyslíku), vytvářejí oxid uhličitý a vodu. Nicméně v anaerobních stavech (když kyslík není přítomen) v MFC produkují oxid uhličitý, protony a elektrony. Tímto způsobem může být elektrický proud vytvořen mezi dvěma elektrodami pro výrobu elektrické energie.

Vědci se domnívají, že zařízení má potenciál pro mnoho použití jako energeticky autonomní robot, včetně dálkového snímání a monitorování a čištění životního prostředí. V tomto směru je dalším krokem plánovaným pro Row bot botu integrace monitorovacích a řídících subsystémů spolu s dalšími spínacími obvody, které jsou napájeny systémem MFC.

Výsledky tohoto výzkumu byly nedávno představeny v dokumentu na mezinárodní IEEE / RSJ mezinárodní konferenci o inteligentních robotech a systémech (IROS) v německém Hamburgu v roce 2015.

Row-bot má mikrobiální palivovou buňku, která pohlcuje mikroby a poskytuje energii pro elektrický motor, který řídí pádla pro pohon vody (Credit: University of Bristol)

Konstruovaná z 3D kompozitní struktury s pevným rámem nesoucím elastickou membránu, každá lopatka na rolovacím botě se roztahuje tak, aby se zvýšila plošná plocha lopatky během výkonu motoru (Credit: University of Bristol)

Autonomní prototyp robotů na čištění vody, který nasává špinavou vodu, je Row-bot navržen tak, aby "snížil" mikroby, které pohltí, a pak je rozbije v umělém žaludku, aby získal energii k tomu, aby se sám vydal. Bristol)

Row-bot s ústy otevřený, aby se ve vodě - vložka ukazuje ústa uzavřená (Credit: University of Bristol)