Roboti | Zvířata

Umělou rybu pohání elektrochemická krev jako z Vetřelce (doplněno)

Současné bezdrátové roboty pohání buď baterie, nebo spalovací motor s generátorem elektrické energie. Vědci z Cornellovy a Pensylvánské univerzity však přišli s řešením, které už tak trošku připomíná zemskou faunu. Vyvinuli robotického perutýna s oběhovou soustavou. Čerpá umělou krev (vyrobenou z bateriové kapaliny) do motorů a dalších komponent, díky čemuž prý stroj vydrží plavat 37 hodin v kuse.

Toto originální řešení podle Nature News umožňuje, aby měla ryba k dispozici o 325 % více energie, než kdyby byla vybavena klasickým samostatným akumulátorem.

Rychlost plavání sice není příliš velká, avšak i tak jde o působivý příklad toho, jak by napodobování biologických systémů mohlo zlepšit autonomii a efektivitu robotů nové generace. 

„1,5 tělesné délky za minutu – to je velmi pomalé,“ konstatoval jeden z řešitelů tohoto projektu, inženýr Robert Shepherd z Cornell University, v rozhovoru pro New Scientist. „Pro rybu je to něco jako courání.“

Umělá krev nejen skladuje energii, ale také nahrazuje hydraulickou kapalinu, která by za normálních okolností pohybovala ploutvemi. Perutýn tak může urazit až 0,25 cm za vteřinu, respektive...

Právě v důsledku odstranění baterií a hydraulických kapalin by se však roboti mohli stát autonomnějšími a fungovat delší dobu bez dozoru.

Původní článek jsme aktualizovali o nové informace:

Co je uvnitř

Domácí kutily potěší, že je mozkem ryby populární (ale energeticky nepříliš efektivní) prototypovací stavebnice Arduino Uno s modulem Bluetooth vysílače pro spojení se světem. Dále byste v jejím nitru našli slaboučká čerpadla a na ně napojené trubičky rozvedené po celém těle, jejichž tekutina pod tlakem vytváří hydraulický pohyb.

Tatáž tekutina zároveň funguje jako elektrolyt tzv. průtočné baterie (flow/redox flow battery). Stručně řečeno, elektrolyt reaguje se zinkem, uvolňuje elektrony a vyrábí elektřinu pro samotná čerpadla i Arduino Uno.

Vědci během testu přece jen použili ještě 3V baterii CRV3, která ale pomohla pouze step-up měniči napětí pro běh desky Arduino Uno. Podle článku v Nature by ryba principiálně fungovala i bez ní – stačilo by použít efektivnější step-up měnič, který z průtočné baterie vyrobí adekvátní napětí a proud pro běh mikrokontroleru ATmega328P (Arduino Uno) a Bluetooth vysílače HC-05.

322 watthodin na litr krve

Hustota použité baterie činí 322 Wh/litr, což je sice výrazně méně, než kdyby autoři roboryby použili třeba běžnou Li-ion baterii s pevným elektrolytem, vtip ale spočívá v tom, že samotná baterie je i aktuátorem (tekutinou hydraulického motoru), čili se ušetřilo místo a celková energetická efektivita ryby je tím pádem naopak mnohem vyšší, než kdyby ji poháněla obvyklá baterie.

Na roboty s elektrochemickým krevním oběhem v podobně bílé tekutiny jako ve slavné sérii Vetřelec si ale budeme muset ještě počkat. V rybě koluje všeho všudy 0,2 litru krve a díky pohybu ve vodě nemají čerpadla moc práce. Kdyby však měla elektrochemická krev pohánět hydraulické motory třeba šedesátikilogramového humanoida, byl by to mnohem složitější oříšek.

Diskuze (3) Další článek: Microsoft zakázal zaměstnancům používat konkurenční produkty. Patří k nim Slack, Google Docs i Github

Témata článku: Technika, Výzkum, Roboti, Baterie, Energie, Zvířata, Arduino Uno, Kapalina, Vetřelec, Tekutina, Lenoch, Originální řešení, Krev, Plavání, Čerpadlo, Cornell, Elektro, Cornell University, New Scientist, Ryba, Elektrolyt, Umělá krev, Robot, Motor, Pennsylvánská univerzita


Určitě si přečtěte

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

** Z Brna pochází třetina světové produkce elektronových mikroskopů ** První československý kus vyrobila Tesla už v 50. letech ** Dnes na ni navazuje třeba brněnský Tescan

Jakub Čížek | 19

Pojďme programovat elektroniku: České chytré zásuvky Netio pro kutily i firmy

Pojďme programovat elektroniku: České chytré zásuvky Netio pro kutily i firmy

** Wi-Fi zásuvky nevyrábí pouze Čína ** Vyzkoušeli jsme českou Netio PowerCable ** Je přímo určená pro vývojáře, má totiž jednoduché JSON API

Jakub Čížek | 44