Тысячи маленьких роботов, способных выживать самостоятельно в природе, заменяющих людей в загрязненных и опасных районах, функционирующих длительно за счет энергии, вырабатываемой ими самими – мечта робостроителей из университета Западной Англии. Созданием машин, самостоятельно получающих энергию из природы, занимается  Лаборатория интеллектуальных автономных систем.

Альтернатива солнечным батареям

Профессором Крисом Мелхишем из University of the West of England совместно с группой единомышленников создан робот, питающийся мухами и кусочками яблок. Аналогичный способ существования в природе представлен плотоядными растениями, например, Nepentes, заманивающими насекомых. Роботы смогут долго работать в природе, передавая людям радиосигналы, например о степени загрязнения пространства, о температуре воздуха, при этом питаясь самостоятельно, подобно хищникам.

В основе конструкции лежат микробные топливные элементы. В устройствах органика разлагается, определенные бактерии взаимодействуют с химикатами в растворе. Материал электродов подбирается специально. Электричество вырабатывается при участии кислорода воздуха. Происходящие химические реакции объясняются переходом электронов с атома на атом, который перенаправлен по внешней электроцепи. Эта электроцепь – главное отличие питания роботов от питания животных. Учеными были рассмотрены несколько вариантов окислительно-восстановительных реакций.

Питание робота

 Первым шагом лаборатории в  подобном роботостроении был робот EcoBot I, питающийся сахаром. Но так как сахара в природе немного, учеными был создан робот EcoBot II – 8 топливных элементов на колесиках. В каждом топливном элементе немного сточных вод, в которых работают бактерии, разлагая органику. Самым ценным с точки зрения энергии веществом для данного робота является полисахарид, содержащийся в хитине мухи. Разрушенный бактериями он высвобождает электрон, перемещающийся к аноду.  В качестве катода учеными использовался в первом случае кислород воздуха, во втором  катализатор ферроцианид. Восьми мух было достаточно для жизни робота в течение пяти суток.

Микробные элементы дороги. Их мощность невелика. По соотношению энергии и массы они в сотни раз уступают щелочным батарейкам. Микробный элемент весом 100г продуцирует напряжение 0,8В. Одной мухи или кусочка гнилого яблока достаточно для 37мВт-ч энергии.  При этой минивеличине, работать робот может неограниченно долго, пока есть пища. Задача ученых – научить машину охотиться на мух. Топливные ячейки должны стать ловушками, привлекающими насекомых запахом и всасывающими их с помощью насосов.