Robot poháněný nevyčerpatelným zdrojem energie

Helena Vrecková  |  Věda
Robot Robojelly (Foto: VirginiaTech)

Robot inspirovaný medúzou je poháněný vodíkem a díky svému tvaru je sledování podmořského života a kontroly ropných vrtů.

Již mnohokrát byl svět zasažen ropnými katastrofami s obrovskými následky. Přitom by mnoha z nich mohl předejít vhodný prostředek sledování, který by včas upozornil na blížící se katastrofu. Vědci nyní přišli s robotem, který by kromě sledování ropných vrtů mohl být využíván k podmořským pátracím a záchranným akcím. Od ostatních vodních robotů se však tento v mnohých podstatných ohledech liší.

Pracovníkům z Virginia Tech se povedlo vytvořit unikátního robota, který svým tvarem i pohyby kopíruje mořské medúzy. Robot je navíc poháněn vodíkovým palivem.

Medúza za vzor

Medúza je stádium životního cyklu žahavců. Její tělo je tvořeno z větší části především kloboukem. Tvar klobouku medúzy vědci použili jako tvar vodního robota. Nepřevzali však jen jeho tvar, ale také specifický druh pohybu. Medúza, jako bezobratlý živočich, nemá problém při pohybu výrazně měnit svůj tvar. Při pohybu využívá pouze dvou typů plavání, a to buď veslování, nebo tryskový pohyb.

K plavání medúza využívá svalů umístěných na vnitřní straně klobouku. Tyto svaly se pevně stáhnou a medúza rychle vytlačí obsah vody, který se v klobouku zachytil, tím se vystřelí vpřed. Po této akci se svaly medúzy uvolní a klobouk se vrátí do svého původního tvaru.

Vědci se inspirovali k vytvoření robota u živé medúzy; a to nejen vzhledově, ale také okopírovali její specifický pohyb ve vodě. (Foto: Wikipedia)
Vědci se inspirovali k vytvoření robota u živé medúzy; a to nejen vzhledově, ale také okopírovali její specifický pohyb ve vodě.

Ovládán inteligentním materiálem

Robot nazvaný Robojelly, je tvořen inteligentními materiály, které jsou schopné měnit svůj tvar, ale zároveň se pak mohou vrátit do původní podoby. Klobouk robota je vyroben ze slitin s tvarovou pamětí (SMA) – niklu a titanu. Tvarový jev je u těchto kovů vyvoláván změnou teploty, která zapříčiní změnu krystalické struktury. U „robotí medúzy“ se klobouk z tohoto materiálu zabalí do uhlíkových nanotrubic a potáhne platinou.

Na povrch robota vědci připevnili drobné palivové nádrže s vodíkem a kyslíkem. Reakcí mezi těmito prvky a platinou byla vyvolána chemická reakce. Teplo, které vzniklo při reakci, bylo vedeno uhlíkovými nanotrubicemi do umělých svalů robota a přimělo kov k rychlé změně tvaru. Robot se tak díky stahování a uvolňování svalů začal pohybovat ve vodě. Podle vyjádření vědců je toto první úspěšné napájení podvodního robota externím vodíkem.

Ukázka pohybu robota v nádrži s vodou:

Do budoucna pohyb do stran

Robot je zatím schopen jen pohybu jedním směrem, protože současný design umožňuje pouze ovládání všech částí medúzy najednou. Vědci se však plánují zaměřit na nalezení způsobu, jak palivem ovládat jen některé segmenty robota a tak jej posílat do různých směrů. Robota je však nutno rozvíjet i po dalších stránkách, aby dosáhl maximální funkčnosti a účinnosti.

Do budoucna se vědci pokusí také odstranit nynější nutnost externího zdroje vodíku a přizpůsobit jeho konstrukci tak, aby zdroj pohonu získával ze svého okolí. Tím by robot získal prakticky nevyčerpatelný zdroj energie.

Jedním z důvodů, proč vědci zvolili tvar medúzy, bylo i její malé procento přirozených nepřátel ve vodě. Zvýší tím tak šanci bezpečného pohybu v otevřeném moři.

Tip: O výzkumu informoval také web Science Daily.

Nejčtenější