19.07.2010

Роботу подарили кишечник

Человечество полным ходом движется к созданию андроидов: британские учёные представили модель Ecobot III, которая снабжена самым настоящим кишечником, пишет NewScientist.

Идея создания робота, который мог бы в течение длительного времени самостоятельно находить источники энергии, давно витала в воздухе. Такие модели уже есть. Обычно они питаются за счёт так называемых микробных топливных клеток (microbial fuel cells, MFCs) — биоэлектрохимических устройств, которые основаны на бактериальных культурах, разлагающих биомассу для получения энергии. До сих пор, однако, никому не удавалось решить вопрос о том, как эвакуировать отходы производства.

На создание «Экобота-3» у Криса Мелуиша, Иоанниса Иеропулоса и их коллег из Bristol Robotics Lab ушло три года. Без посторонней помощи он может выполнять простые операции (например, движение на свет) в течение семи дней. Опорожнение происходит раз в сутки.

Ключевой компонент искусственного кишечника — шланговый насос, действующий благодаря банальной гравитации точно так же, как наша толстая кишка.

Процесс пищеварения начинается с того, что робот двигается к диспенсеру, накачивающему в его «рот» специально подготовленную биомассу (смесь минералов, солей, дрожжевых экстрактов и прочих питательных веществ). Внутри «Экобота» она разделяется на 48 MFCs, в анодных камерах которых проходят реакции окисления-восстановления. В ходе бактериального обмена веществ освобождаются атомы водорода. При контакте с электродом они генерируют ток, в то время как ионы водорода проходят через протон-обменную мембрану и поступают в катодную камеру с водой, где захватываются атомами кислорода и пополняют запасы воды. Вода, впрочем, регулярно испаряется, и роботу приходится дополнительно ещё и пить.

Клетки разделены на два отсека по 24 MFCs в каждом, чтобы под действием силы тяжести вся неусвоенная масса накапливалась в центральном жёлобе. Оттуда она несколько раз возвращается в «рот», чтобы извлечь максимум энергии, и только потом извергается прочь. Тем самым топливные клетки избегают засорения, а бактерии — гибели от кислотных отходов.

Пока MFCs способны извлечь из биомассы всего 1% химической энергии. Возможно, увеличение поверхности анодов позволило бы улучшить показатели. Но Роберт Финкельштейн, работающий над проектом Energetically Autonomous Tactile Robot (EATR) в Управлении перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA), считает, что технология микробных топливных клеток в принципе ошибочна. Его EATR будет получать энергию благодаря сжиганию биомассы, а не перевариванию. Для этого компания Cyclone Power Technology разработала новую версию двигателя внутреннего сгорания. Робот, презентация которого состоится вот-вот, будет способен проходить 160 км на 60 кг биомассы.

Одно из преимуществ MFCs, однако, заключается в том, что они могут усвоить практически всё, включая сточные воды, которые не очень-то сожжёшь. В топливных клетках «Экобота-3» задействованы сотни видов бактерий, готовые сожрать что угодно. Кстати, эксперименты Bristol Robotics Lab могут привести к созданию технологии очистки сточных вод.

Ecobot III выйдет в свет на конференции Artificial Life, которая состоится в Оденсе (Дания) в августе. Следующим шагом станет разработка модели, которая сможет усваивать мясо. Бояться не стоит: на такой диете робот проходит всего 21 см в сутки, так что вас он не поймает, а вот мошкара пусть побережётся!

Дмитрий Целиков

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА