Jak zasilać miniroboty?

„Wybuchowe” mikrosiłowniki napędzane metanem mogą dostarczyć minirobotom wielkości owadów znacznie więcej energii niż napęd elektryczny – informuje „Science”.

Miniroboty

.Miniroboty wielkości owadów, mogłyby znaleźć różnorodne zastosowania, od eksploracji środowisk wysokiego ryzyka, po opiekę zdrowotną. Ograniczeniem są jednak istniejące technologie elektrycznych mikrosiłowników. Napędzają je źródła zasilania o niskiej gęstości energii, takie jak akumulatory, są też w stanie wytwarzać jedynie niewielkie siły mechaniczne. Wyzwania te dodatkowo pogłębiają straty wydajności spowodowane miniaturyzacją podzespołów. Im mniejsze źródła energii i siłowniki, tym niższa moc wyjściowa i ładunek użyteczny robotów.

Dlatego naukowcy poszukują bardziej wydajnych sposobów zasilania małych robotów. Paliwa chemiczne mogą mieć gęstość energii wielokrotnie większą niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych, jednak trudno było opracować siłowniki, które potrafią przekształcić energię chemiczną w pracę mechaniczną.

Roboty chirurgiczne

.Popularyzator nauki łączący zainteresowania polityką, literaturą i nauką, Bartosz KABAŁA w tekście „Roboty chirurgiczne i przyszłość medycyny” zaznacza, że: „Rozwój branży robotów chirurgicznych przebiega bardzo gwałtownie. Roboty stają się coraz popularniejsze, mimo że ich przewaga nad operacją tradycyjną lub laparoskopową nie została jasno określona. W 2018 roku w prestiżowym czasopiśmie medycznym „New England Journal of Medicine” opublikowana została praca, w której naukowcy porównali dwie grupy pacjentek z rakiem szyjki macicy na wczesnym etapie rozwoju. W takiej sytuacji radykalne usunięcie macicy daje duże szanse na całkowite wyleczenie. Jedna z grup operowana była technikami małoinwazyjnymi (chirurgia laparoskopowa i chirurgia robotyczna), a druga metodami klasycznymi, z tzw. „otwarciem brzucha”, i to właśnie w tej pierwszej grupie wskaźniki przeżycia wolnego od choroby (czyli totalnym usunięciu nowotworu) i całkowitego przeżycia były niższe. Między innymi w związku z tą pracą FDA wydała komunikat ostrzegający pacjentów przed niektórymi zabiegami wykonywanymi za pomocą robotów chirurgicznych, podkreślając, że żadna robotyczna metoda operacyjnego leczenia nowotworów nie została przez agencję zatwierdzona”.

Miniroboty – źródło zasilania

.Dr Cameron Aubin i jego współpracownicy z Cornell University (USA) zbudowali lekki, miękki mikrosiłownik wykorzystujący spalanie paliw węglowodorowych. Waży on zaledwie 325 miligramów, posiada komorę spalania wykonaną techniką druku 3D, elastomerową membranę, parę elektrod i rurkę do wtrysku paliwa. Metan w komorze spalania zapala się pod wpływem iskry z elektrod, co powoduje rozszerzanie się elastomerowej membrany siłownika.

Podczas odprowadzania gazów spalinowych, membrana cofa się, odwracając cykl. Siłownik osiągnął przemieszczenie 140 proc., działał przy częstotliwościach większych niż 100 Hz i generował siły większe niż 9,5 niutona. Aby zademonstrować możliwości siłownika, twórcy wbudowali go w czworonożnego robota wielkości owada, który był w stanie zwinnie poruszać się po różnych powierzchniach, pokonywać przeszkody pełzając i skacząc, a także przenosić ładunek stanowiący 22-krotność własnej masy.

Jak badania naukowe zmieniają nasz świat

.Profesor nauk technicznych, wiceprzewodniczący Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC), Andrzej JAJSZCZYK, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Trudno jest przecenić rolę badań naukowych w tym, co osiągnęła nasza cywilizacja. Wyniki pracy naukowców spowodowały, że żyjemy dziś znacznie dłużej niż jeszcze sto lat temu, głód stał się udziałem wyłącznie osób mieszkających w krajach upadłych i nękanych wojnami, podróże po całym świecie są już dostępne prawie dla każdego, przynajmniej w krajach bogatszych, a tania łączność zmieniła życie miliardów ludzi, nawet w najbiedniejszych zakątkach naszego globu. Dzięki badaniom naukowym nie tylko wiemy, jak żyli nasi przodkowie tysiące lat temu, ale także, jak funkcjonują rynki i co wpływa na nasze zbiorowe działania. Nauka służy także zaspokajaniu naszej zwykłej, ludzkiej ciekawości, przy okazji pozwalając odkrywać rzeczy, które dają szanse na zmianę naszego życia na lepsze. Co prawda nie zawsze chcemy czy umiemy skorzystać z tego, co nam podpowiada nauka, ale w krajach, które to potrafią, żyje się na ogół znacznie lepiej niż tam, gdzie badania naukowe się lekceważy”.

„Niestety, coś, co wielu nazywa postępem, ma też swoje ciemne strony. I jakkolwiek wyniki badań naukowych bywają używane także w złej wierze bądź ich niewłaściwe czy po prostu nierozumne zastosowanie prowadzi do opłakanych skutków, to nikt przy zdrowych zmysłach nie kwestionuje konieczności dalszego prowadzenia badań, chociażby po to, by walczyć ze wspomnianymi skutkami” – pisze prof. Andrzej JAJSZCZYK w tekście „Badania naukowe zmieniają nasz świat„.

PAP/Paweł Wernicki/WszytskocoNajważniejsze/eg