Tradycyjne roboty są zwykle napędzane sztywnymi akumulatorami, które zajmują dużo miejsca i ograniczają mobilność urządzeń. Dlatego badacze z Uniwersytetu Cornella postanowili pójść inną drogą, integrując źródło zasilania z całą strukturą robota. Koncepcja “energii ucieleśnionej” (ang. embodied energy), zakłada, że bateria nie jest osobnym elementem, lecz częścią wewnętrznej struktury maszyny, tak jak krew w organizmie człowieka, dostarczająca energię do komórek.
Czytaj też: Elastyczne ogniwa słoneczne zachowujące 95% wydajności po 100 rozciągnięciach
To nie pierwszy raz, kiedy naukowcy testują to rozwiązanie. Już w 2019 r. zaprezentowali robota inspirowanego skrzydlicą (rybą z rodziny skorpenowatych), który wykorzystywał podobny mechanizm zasilania. Teraz rozszerzyli tę koncepcję na inne formy życia – opracowując miękkiego robota w kształcie meduzy oraz robota-robaka.
Jak działa “robotyczna krew”?
System zasilania tych robotów opiera się na technologii baterii przepływowych redox (Redox Flow Batteries, RFB). Są to ogniwa elektrochemiczne, w których płynne elektrolity, zawierające jodek i bromek cynku, krążą w organizmie robota, uwalniając i magazynując energię w wyniku reakcji redukcji i utleniania.
Czytaj też: Akumulatory litowo-jonowe z niesamowitym elektrolitem gotowe do masowej produkcji
W przypadku robota-meduzy bateria RFB połączona jest z mechanizmem przypominającym ścięgno, które kontroluje kształt dzwonu (głównej części ciała meduzy). Gdy dzwon się kurczy, robot unosi się w wodzie, a gdy się rozluźnia – opada. Dzięki temu porusza się w sposób naturalny, naśladując ruchy prawdziwej meduzy. Może działać przez 90 minut na jednym naładowaniu.
Natomiast robot-robak wyposażony jest w system segmentów, z których każdy zawiera silnik i ścięgno. Te elementy mogą się kurczyć i rozciągać, umożliwiając mu pełzanie po ziemi lub poruszanie się w pionie, podobnie jak gąsienice wspinające się po pniach drzew. Co ciekawe, choć jego prędkość nie jest imponująca (105 metrów w 35 godzin), to i tak działa szybciej niż inne roboty o napędzie hydraulicznym.
Wykorzystanie “robotycznej krwi” jako źródła energii niesie ze sobą kilka istotnych korzyści. Po pierwsze, zmniejsza masę robotów, ponieważ nie muszą one mieć oddzielnych, ciężkich akumulatorów. Po drugie, zwiększa efektywność energetyczną – energia dostarczana jest dokładnie tam, gdzie jest potrzebna, eliminując straty związane z przesyłem mocy w klasycznych systemach.
Dodatkowo takie rozwiązanie pozwala tworzyć elastyczne, lekkie roboty, które mogą działać w trudno dostępnych miejscach. Jednym z potencjalnych zastosowań jest monitorowanie oceanów, gdzie miękkie roboty mogą badać dno morskie bez ryzyka uszkodzenia delikatnych ekosystemów. Technologia ta może również znaleźć zastosowanie w eksploracji rur i wąskich przestrzeni, umożliwiając robotom-robakom przeciskanie się przez kanalizacje, rurociągi czy systemy wentylacyjne. W przyszłości podobne maszyny mogą zostać wykorzystane w medycynie, gdzie ich elastyczność i niewielkie rozmiary pozwolą na przeprowadzanie zabiegów minimalnie inwazyjnych, otwierając nowe możliwości w diagnostyce i terapii.
Obecna generacja robotów miękkich to dopiero początek drogi. Zespół z Uniwersytetu Cornella planuje kolejne kroki – między innymi integrację tej technologii z robotami posiadającymi struktury przypominające kości i zdolnymi do chodzenia. To oznacza, że w przyszłości możemy zobaczyć nie tylko pełzające czy pływające roboty, ale także miękkie maszyny kroczące, które będą mogły działać w ekstremalnych warunkach – od eksploracji kosmosu po misje ratunkowe w gruzowiskach.