Исследователи увеличили ёмкость аккумулятора робота, используя гидравлическую жидкость в качестве электролита


    Исследователи из Корнеллского университета создали гидравлическую роборыбку, двигающуюся как живой организм. Робот взмахивает плавниками и удерживает форму благодаря циркуляции жидкости, которая одновременно является электролитом для проточного редокс-аккумулятора (РОА). Такая система уменьшает общий вес робота, повышает его гибкость и увеличивает максимальную ёмкость элемента питания.

    К проточным редокс-аккумуляторам относят химические источники тока, в которых окислитель и восстановитель находятся в жидкой форме, хранятся в раздельных ёмкостях и взаимодействуют через мембрану.


    Раздельное хранение реагентов практически полностью исключает процессы саморазряда, что позволяет применять их в системах повышенной ёмкости с длительными циклами накопления, хранения и использования энергии. Также у РОА энергия и мощность не зависят друг от друга: запас энергии зависит от объёма раствора, а мощность — от размера мембраны и количества ячеек. В отличие от литий-ионных аккумуляторов РОА менее чувствительны к полному разряду, а циркулирующий электролит помогает отводить лишнее тепло. Благодаря этому РОА применяется в электромобилях и промышленных системах для уравнивания выработки электроэнергии солнечными батареями или ветрогенераторами.

    Роб Шеппард, директор Лаборатории органической роботехники Корнеллского университета, предложил применить РОА в качестве «кровеносной системы»: в ней электролит используется не только для накопления заряда, но и для движения, а его давление обеспечивает жесткость всей структуры также, как это делает кровь у живых организмов. Всего роборыбка вмещает 0,2 литра рабочей жидкости, которая распределена по системе силиконовых сосудов.


    Для роборыбки используется РОА с гибкими анодными пластинами и жидким катодом (католитом), который перекачивается по двум контурам: на спинном и грудных, а также на хвостовых и тазовых плавниках. Общая площадь для взаимодействия составляет 423 см‎², и она выдаёт напряжение 1-1,2 вольт в течение 36 часов.


    Красным цветом показан католит, жёлтым — мембрана, серым — анод.

    Давление жидкости вызывает сокращение плавников, и рыбка перемещается вперёд. Одновременно католит омывает мембрану, а полученное напряжение повышается и подаётся на контроллер Arduino Uno, управляющий помпами.

    Применение РОА позволяет создавать роботов, которые могут длительное время работать автономно. Например, их можно использовать для изучения коралловых рифов или защиты их от инвазивных видов.

    Similar posts

    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 22

      –2
      Блин, ну как в автономного-то робота с «энергоэффективностью» попало ардуино?
        0
        Так ведь не в автономного робота с «энергоэффективностью», а в наколеночную модель, на которой испытывается идея совмещения аккумулятора с гидравлической жидкостью и перемешивание электролита с локомоцией (а управление этого добра в модели не учитывается).
          –2
          Если не учитывается, то зачем отдельно упоминать, что
          напряжение повышается и подаётся на контроллер Arduino Uno, управляющий помпами.
            +3
            У вас аллергия на это устройство?
              +1
              — может ему ардуино бесплатно дает устройства, в обмен на упоминания?
              — может, университет участвует в программе популяризации STEM среди школьников и просит своих аспирантов юзать что-то из ардуины\малины\лего, а потому упоминать?
              — ну или даже просто так — честно написал «а тут был копеечный МК» — чтобы не было вопросов «чем это управлялось».

              Если бы там был единственный и неповторимый университетский суперкомпьютер, вам было бы приятнее об этом читать?
                0
                а может робота вообще школьники/студенты разработали под его чутким руководством.
            +2

            Arduino — это всего лишь отладка с запаянным микроконтроллером.

              0
              Не всегда, бывает и с вставленным в Dip-сокет
                0
                Нет, это не «всего лишь отладка». Это парадигма, включающая плату уровня «только на столе в лаборатории» и IDE уровня «возьми готовый код и вставь, а как он работает — фиг знает». Для того, чтобы нормально сделать там прерывания и энергосбережение, надо так влезть, что проще сразу взять нормальную IDE.

                P.S. Да, у меня аллергия на попытки вставить это устройство везде и всюду, независимо от задач и условий применения.
              0
              после восстания машин, океан захватят именно такие существа, только побольше, чтобы носить солнечные батареи и вооружение :)
                +1
                Сделаем наконец нормальных роботов. И потом окажется, что они крайне сильно будут смахивать на творения природы просто из другой элементарной базы. =)
                  0

                  Вовсе нет. ДНК компьютеры на подходе, уже синтезируются исскуственные организмыбактерии… экстраполируя на выходе получается обычная жизнь как она есть. Всё идет к тому, что обещанная сингулярность обернется пониманием всего живущего как самодостаточного, не требующего улучшения, автоматизации, регулирования, цензурирования, руковождения и прочего усложнения. Ведущего к сингулярности, оборачивающейся пониманием...

                    0

                    Эмм… нет этому пониманию не бывать, скорее уж люди приступят к улучшению себя. Слишком уж они жадные. =)

                      0

                      Да, приступят, но "улучшалки" (типа как у меня на аватарке) разбегутся из лабораторий и будут делать своих симбионтов счастливыми от простой жизни в естественных условиях. А споры отправят в верхние слои атмосферы, где их будет захватывать солнечный ветер. В подходящих условиях возникнет жизнь и проэволюционирует до "улучшалок".

                  0
                  Я один валяюсь от словосочетания «гидравлическая жидкость»?
                    0
                    Я тоже споткнулся на этом словосочетании. Что за жидкость не уточняют — видимо секрет фирмы, поэтому назвали её гидравлической. Хотя по сути гидравлический сам робот.
                      +1
                      Следующее дно будет «ученные обнаружили электрические электроны и магнитные магниты».
                      Почему нет?
                        +1
                        Следующее дно будет «ученные?
                      0
                      По русски это должно звучать типа: использовали электролит вместо гидравлики.
                      А так, да: использовали гидравлику вместо электролита. Вот и думай, как выглядит аккумулятор с маслом внутри.
                      Я поначалу даже испугался такого заголовка.
                        0
                        Потому что профан (или болван?) :P

                        dic.academic.ru/dic.nsf/bse/79068/Гидравлические
                        0
                        выдаёт напряжение 1-1,2 вольт в течение 36 часов

                        интересное достижение. Жаль, не написали, какой оно выдаёт ток, заряд или мощность за эти 36 часов.

                        А то вот у меня валяется на столе полудохлый аккумулятор, выдающий 1 вольт несколько лет подряд, если не подключать нагрузку, конечно.
                          0
                          Ну или при подключении светодиода. Он же не линейно ток потребляет, я так с конденсатора в 60000мКф питал светодиод АЛ307Б около 4х суток. Правда, он ярко горел несколько минут, а когда начал тухнуть начала происходить магия, а последние 2 суток он еле светился (но всё же светился!) и вполне заметно в темноте.

                        Only users with full accounts can post comments. Log in, please.