Po wykonaniu zadania zmienia się w przekąskę. Trudno uwierzyć, że to robot

Co widzisz oczyma wyobraźni po przeczytaniu słowa „robot”? Pewnie napakowaną elektroniką maszynę, z kamerami, czujnikami i wsparciem AI – a to krzywdzący dla robotów stereotyp. Te mogą być bowiem mechaniczne, hydrauliczne czy nawet chemiczne, więc niech nie zdziwi Was to, że obiekty przedstawione w tym wpisie będą nazywane robotami. Nie mają elektroniki (jeszcze), ale mogą poruszać się samodzielnie, dzięki ciekawej reakcji. Po wszystkim mogą zaś zamienić się w rybi przysmak, zupełnie bezpieczny dla środowiska.

Robot czy karma? Szwajcarscy naukowcy łączą jedno z drugim

Wyglądają jak miniaturowe łódki, są zrobione z karmy dla ryb i poruszają się po wodzie niczym nartniki. To prawda, brzmi dziwnie, ale to właśnie dzięki takiemu połączeniu cech mogą pomóc naukowcom w badaniu środowiska wodnego bez zaśmiecania. Mikroboty to nie nowość, ale monitorowanie wody urządzeniami wyposażonymi w materiały niebiodegradowalne wiązało się z koniecznością ich wyławiania, dlatego zespół naukowców z politechniki EPFL w Szwajcarii postanowił opracować rozwiązanie, które organizmom wodnym nie zaszkodzi w razie zgubienia.

Postawiono na niewielkie, mierzące 5 cm roboty, poruszające się z prędkością od pół do trzech długości swojego ciała na sekundę. W jaki sposób, skoro nie mają elektroniki? Wykorzystując tzw. efekt Marangoniego, czyli transfer masy wzdłuż granicy faz między dwiema fazami w wyniku gradientu napięcia powierzchniowego.

Jak roboty się poruszają?

Wiem, że powyższa definicja może nie być do końca jasna, dlatego postaram się wytłumaczyć ją prościej – efekt Marangoniego to zjawisko fizyczne polegające na przepływie cieczy wzdłuż jej powierzchni, spowodowanym różnicą napięcia powierzchniowego. Dzieje się tak wtedy, gdy ciecz „ucieka” z miejsca, gdzie napięcie powierzchniowe jest niższe, do miejsca, gdzie jest wyższe. Zanim przejdziemy do znaczenia tego efektu, przyjrzymy się najpierw budowie robotów.

Czytaj dalej poniżej

NASA odkrywa, jak powstają promienie X w blazarach – IXPE ujawnia nieznane mechanizmy Jakub Szczęsny

Nowe wyjaśnienie grawitacji – krok bliżej do Teorii Wszystkiego Jakub Szczęsny

Zostały wykonane ze zmielonych na proszek granulek karmy dla ryb, wymieszanych z biodegradowalnym spoiwem, a kształt nadano poprzez wlanie mieszanki do form przypominających łódeczki. W środku znajduje się komora wypełniona mieszaniną kwasu cytrynowego i sody oczyszczonej, niegroźna dla środowiska. Domyka ją żelowy korek, a całość połączona jest z mikrorezerwuarem wypełnionym glikolem propylenowym, czyli górną partią robota.

Robot waży tylko 1,43 grama, więc z łatwością utrzymuje się na wodzie. Celem było jednak nie tylko utrzymanie, ale też poruszanie się po jej tafli, więc tu z pomocą przychodzi ciecz wypływająca z robota po zetknięciu z wodą.

Woda miesza się z proszkiem w komorze i dochodzi do reakcji chemicznej, w wyniku której powstaje dwutlenek węgla – jak dowiadujemy się z artykułu w Nature. Gdy gaz się rozszerza, wypycha glikol przez otwór z tyłu, a ten zmniejsza napięcie powierzchniowe wody wokół robota, powodując ruch. Najlepsze jest jednak to, że w ten sposób może poruszać się przez kilka minut w głąb akwenu, by na koniec rozpuścić się i zamienić w karmę dla ryb.

No dobra, ale jakie to ma zastosowanie? Badacze podają co najmniej dwa. Przede wszystkim robo-łódeczki mogłyby w rozległych farmach rybnych bezpiecznie dostarczać leczniczą karmę, w naturalny sposób. Drugi pomysł wydaje się nawet bardziej intrygujący, bo przy pomocy robotów można by zbierać dane do badań naukowych na temat jezior, rzek czy innych akwenów i przesłać je bezprzewodowo, choć to wymagałoby stworzenia biodegradowalnych komponentów.

„Zastępowanie elektronicznych odpadów materiałami biodegradowalnymi to temat intensywnych badań, ale materiały jadalne o określonych wartościach odżywczych i funkcjach są wciąż niemal nietkniętym obszarem. To otwiera ogromne możliwości” – prof. Dario Floreano, współautor badania.