Självförsörjande vattenskimmarrobotar revolutionerar insamling av viktig miljöinformation i vetenskaplig studie.

StockholmForskare vid Binghamton University, State University of New York, har gjort ett nytt framsteg inom vattenbaserade robotar. De har skapat en självgående enhet som kan röra sig på vatten och samla in miljödata. Denna innovation bidrar till att integrera självgående enheter inom olika områden som en del av "sakernas internet".

Dessa robotar har viktiga egenskaper: de får energi från bakterier, kan röra sig och känna av sin omgivning, och de har lång livslängd tack vare ett energisystem baserat på sporer.

Experter förutspår att vi år 2035 kommer att ha över en biljon autonoma enheter. Dessa robotar kan arbeta i vatten, som täcker större delen av jordens yta. Till skillnad från fasta sensorer, kan dessa robotar självständigt röra sig, vilket gör att de kan samla in data mer effektivt.

Professor Seokheun "Sean" Choi och hans team har de senaste tio åren forskat på tekniken bakom akvatiska robotar. Med finansiering från marinforskningskontoret har de utvecklat bakteriedrivna batterier som kan hålla i upp till 100 år. Denna teknik är mer pålitlig än sol- eller kinetisk energi under föränderliga förhållanden.

Robotarna använder ett speciellt gränssnitt som är vattenattraherande på ena sidan och vattenavvisande på den andra. Detta gränssnitt tillåter näringsämnen från vattnet att tränga in, vilka sedan används för att producera bakteriesporer. Bakterierna bidrar till att driva enheten genom att bli aktiva celler när förhållandena är gynnsamma och förvandlas till sporer när förhållandena är sämre, vilket hjälper robotarna att hålla längre.

Forskargruppen upptäckte att robotarna kunde generera nästan 1 milliwatt effekt, vilket är tillräckligt för att de ska kunna röra sig och använda sina sensorer. Dessa sensorer kan övervaka vattentemperatur, föroreningsnivåer, kommersiella fartygs och flygplans rörelser samt vattenlevande djurs beteenden.

Läs också:

Idag · 04:09

Bröstmjölksantikroppar skyddar spädbarn mot maginfektioner

Att använda bakterier som energikälla gör att denna teknik fungerar effektivt under svåra havsförhållanden. Nästa steg innefattar att testa vilka bakteriearter som fungerar bäst i dessa miljöer. Choi och hans team planerar att använda maskininlärning för att hitta den bästa kombinationen av bakterier för att öka energiproduktionen och göra systemet mer hållbart.

Denna nya teknik är mycket betydelsefull. Den kan ersätta de nuvarande "smarta bojarna", som är stationära och inte särskilt flexibla. De nya vattenrobotarna kan förflytta sig till behövande områden, vilket underlättar övervakningen av miljön.

Jag tror att denna typ av teknik också skulle kunna vara användbar för militären. DARPA:s program "Ocean of Things" skulle vara mycket intresserat av detta. Mobila sensorer skulle kunna övervaka stora havsområden i realtid utan att behöva människor för att göra det.

Genom att använda sådan teknik för global miljöövervakning kan datan noggrannhet och hastighet förbättras avsevärt. Detta skulle bidra till att upptäcka miljörisker tidigt, vilket skulle underlätta insatser för att förebygga och mildra katastrofer.

Denna utveckling inom självgående vattenrobotar är ett betydande framsteg. Det förenar miljövänlighet med praktisk användning och sätter en ny standard för framtida uppfinningar inom kommersiella och militära områden.