賓厄姆頓大學(xué)研發(fā)自供電“蟲子”可在水面滑行以檢測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)
賓厄姆頓大學(xué)(紐約州立大學(xué)賓厄姆頓分校)的研究人員開發(fā)了一種自供電的“蟲子”,能夠在水面滑行,他們希望這將革新水上機(jī)器人技術(shù)。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202408/461751.htm他們的研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料技術(shù)》期刊上。
未來學(xué)家預(yù)測(cè),到2035年,將有超過一萬億個(gè)自主節(jié)點(diǎn)融入人類活動(dòng)的各個(gè)方面,成為“物聯(lián)網(wǎng)”的一部分。很快,幾乎任何物體——無論大小——都將無需人類干預(yù)地向中央數(shù)據(jù)庫傳送信息。
這一構(gòu)想的難點(diǎn)在于地球表面71%的面積被水覆蓋,水環(huán)境帶來了重大的環(huán)境和后勤問題。為了解決這些問題,美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)啟動(dòng)了一個(gè)名為“事物之海”的項(xiàng)目。
在過去十年中,賓厄姆頓大學(xué)托馬斯·J·沃森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程系的教授兼高級(jí)傳感技術(shù)與環(huán)境可持續(xù)性研究中心(CREATES)主任崔錫勛(Seokheun "Sean" Choi)一直致力于開發(fā)可能具有100年保質(zhì)期的細(xì)菌動(dòng)力生物電池。崔教授與博士生楊“Lexi”高及安瓦爾·埃爾哈達(dá)德(Anwar Elhadad)博士共同開發(fā)了這種自供電的蟲子。
這種新型水上機(jī)器人使用類似的技術(shù),因?yàn)樵诓焕麠l件下,它比太陽能、動(dòng)能或熱能系統(tǒng)更可靠。雙面界面技術(shù),其中一面親水,另一面疏水,可以從水中吸收營養(yǎng)物質(zhì)并將其保留在裝置內(nèi)以促進(jìn)細(xì)菌孢子的產(chǎn)生。
“當(dāng)環(huán)境對(duì)細(xì)菌有利時(shí),它們會(huì)變成營養(yǎng)細(xì)胞并產(chǎn)生能量,”他說,“但當(dāng)條件不利時(shí),例如非常寒冷或缺乏營養(yǎng)時(shí),它們會(huì)回到孢子狀態(tài)。這樣,我們就可以延長操作壽命?!?/p>
賓厄姆頓團(tuán)隊(duì)的研究顯示,能量產(chǎn)生接近1毫瓦,這足以操作機(jī)器人的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和任何可以跟蹤環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器,如水溫、污染水平、商業(yè)船只和飛機(jī)的移動(dòng)以及水生動(dòng)物的行為。
能夠?qū)C(jī)器人送到任何需要的地方,這是比當(dāng)前“智能浮標(biāo)”——固定在一個(gè)地方的傳感器——的明顯升級(jí)。
這些水上機(jī)器人的下一步改進(jìn)是測(cè)試哪種細(xì)菌在海洋惡劣條件下最適合產(chǎn)生能量。
“我們使用了非常常見的細(xì)菌細(xì)胞,但我們需要進(jìn)一步研究以了解那些海洋區(qū)域?qū)嶋H存活的細(xì)菌,”崔教授說?!爸埃覀円呀?jīng)證明多種細(xì)菌細(xì)胞的組合可以提高可持續(xù)性和能量,因此這是另一個(gè)思路。也許通過機(jī)器學(xué)習(xí),我們可以找到最佳的細(xì)菌種類組合來提高能量密度和可持續(xù)性?!?/p>
評(píng)論