روبات‌ هایی زنده جدید كه غذا می‌خورند

واضح آرشیو وب فارسی:سایت دانلود رایگان: بولتن نیوز: بعد از ساخت اولین سلول مصنوعی، شاهد پیشرفت كوچك دیگری در زمینه ساخت ارگانیزم‌های مصنوعی هستیم: سیستم گوارش مصنوعی. توانایی اصلی این سیستم، می‌تواند كلیدی برای ساخت روبات‌های مستقل باشد- روبات‌هایی كه بتوانند غذای خود را تامین و تغذیه كنند.
در تلاش برای تولید چنین روبات‌هایی، محققان به استفاده از مواد انرژی‌زای آلی1 به عنوان منبع انرژی روی آوردند. روبات‌ها با داشتن سامانه قابل تغذیه خود قادر خواهند بود برای مدت طولانی‌تری بدون دخالت انسان كار كنند. چنین روبات‌هایی در گذشته نیز به نمایش در آمده‌اند؛ روبات‌هایی كه می‌توانستند به كمك سلول‌های سوختی میكروبی یا MFC2 انرژی تولید كنند. هر چند تاكنون، هیچ‌كس روی راهی برای دفع زباله زیادی كه این روبات‌ها بر جا می‌گذارند كار نكرده است.

[تصویر: 0.169795001306696847_taknaz_ir.jpg]

"كریس ملهویش"3 مدیر یك آزمایشگاه علوم روباتی می‌گوید این روبات‌ها به یك سیستم گوارش مصنوعی احتیاج داشتند. او از سه سال پیش تاكنون به همراه گروه كاری‌اش روی این موضوع كار كرده است كه در نتیجه موفق به ساخت روبات اكوبوت43 شده‌اند.
ملهویش تاكید می‌كند كه diarrhoea-bot روبات خیلی بهتری خواهد بود. البته این روبات هم زباله تولید خواهد كرد؛ اما اولین روباتی است كه با سوخت آلی و بدون كمك انسان كار می‌كند. مدل‌های قدیمی‌تر اكوبوت نشان دادند كه می‌توان نیروی كافی را برای انجام فعالیت‌های اولیه روبات و بعضی از رفتارهای پیچیده‌تر روبات، مانند حركت به سمت منبع نور، تولید كرد. هرچند بعد از تغذیه روبات، كار تمیز كردن و جمع آوری فضولات توسط انسان انجام می‌شود.
با طراحی یك دستگاه گوارش در روبات، اكوبوت 3 می‌تواند به مدت یك هفته به فعالیت خود بدون دخالت انسان ادامه دهد و بدون كمك، از آب و غذای مخصوص خود استفاده كند. اكوبوت مثل یك روبات حرف‌گوش‌كن، هر بیست و چهار ساعت یك بار، زباله‌اش را در یك سطل آشغال خالی می‌كند.
"یروپولوس"5 می‌گوید راز این سیستم هاضمه، در استفاده از سیستم بازیابی متكی بر یك پمپ رولی6 است كه با كمك نیروی جاذبه كار می‌كند. این سیستم مانند روده بزرگ انسان، حركات موجی شكل همراه با فشاری در طول مجرا ایجاد می‌كند كه باعث خارج شدن مواد زاید از آن می‌شود.
در ابتدای فرایند هضم، روبات با چسبیدن به یك تغذیه كننده، مواد غذایی لازم را به دست می‌آورد. با این كار، مقداری از محلول نیمه فرآوری شده مغذی وارد دهان روبات می‌شود و از آنجا بین چهل و هشت MFC مجزا در درون روبات پخش می‌شود. این مایع در واقع غذایی شامل مواد معدنی، نمك، مخمرها و مواد مغذی دیگر است. هرچند این غذا ظاهر زشتی دارد و به ظاهر بدمزه است، اما برای باكتری‌های موجود در شكم روبات دلچسب‌ترین غذاست!
در قلب این فرایند، یك واكنش اكسایش- كاهش قرار دارد كه در دهلیز آند MFC روبات رخ می‌دهد. همین‌طور كه باكتری مواد آلی را سوخت‌وساز می‌كند، اتم‌های هیدروژن آزاد می‌شوند. الكترون‌های هیدروژن، به الكترود مهاجرت كرده، جریان الكتریسیته تولید می‌كنند. به طور همزمان، یون‌های هیدروژن از لایه نازك مبادله پروتون عبور می‌كنند و وارد دهلیز كاتد سلول MFC كه حاوی آب است می‌شوند. در اینجا اكسیژن حل شده در آب با پروتون‌ها تركیب می‌شود و آب بیشتری تولید می‌كند. از آنجا كه مایع همراه غذا به مرور بخار می‌شود، روبات باید به طور مرتب آب بنوشد كه آن را از یك ورودی دیگر دریافت می‌كند.
سلول‌ها در دو ردیف بیست و چهارتایی قرار داده و به گونه‌ای طراحی شده‌اند كه نیروی جاذبه بتواند تمامی مواد هضم نشده باقی‌مانده را به سمت یك مخزن مركزی باریك هدایت و در آنجا جمع‌آوری كند. محتویات به طور مرتب از درون این مخزن بازیافت و به مخزن تغذیه‌كننده روبات هدایت می‌شوند تا قبل از دفع شدن، حداكثر انرژی از آن به دست آید.

[تصویر: 0.019773001306696849_taknaz_ir.jpg]

یروپولوس می‌گوید: ‌"دفع مواد زاید نه تنها از پر و مسدود شدن سلول‌ها جلوگیری می‌كند، بلكه هرگونه ماده اسیدی تولید شده در دستگاه گوارش روبات را كه ممكن است باعث مسموم كردن باكتری‌ها شود، از بین می‌برد.‌" آن‌طور كه از شواهد برمی‌آید، با وجود فرآیند بازیافت، سلول‌های سوختی قادرند چیزی در حدود یك درصد انرژی شیمیایی موجود در غذایشان را استخراج كنند. بر پایه توضیحات یروپولوس، روبات در حال حاضر از قطعات موجود در بازار استفاده می‌كند، بنابراین استفاده از قطعات سفارشی شده و تغییر شكل آنها به نحوی كه سطح تماس بیشتری داشته باشند تا باكتری‌ها بتوانند خود را به آن بچسبانند، می‌توانند موجب تولید انرژی به مراتب بیشتری شود.
"رابرت فینكل‌اشتاین" كه سرپرستی پروژه EATR7 را در سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته وزارت دفاع آمریكا8 برعهده دارد، معتقد است كه كار كردن روی فناوری MFC اساسا بی‌فایده است؛ زیرا در تبدیل انرژی بسیار ناكارآمد و كند است.
EATR به جای خوردن یا هضم كردن مواد انرژی‌زای آلی، انرژی خود را از سوزاندن آن به دست می‌آورد. دانشمندان این پروژه امیدوارند با استفاده از یك ماشین احتراق جدید، EATR بتواند با مصرف 60 كیلوگرم سوخت زیستی، مسافتی در حدود 160 كیلومتر را طی كند. فینكل‌اشتاین می‌گوید كه با توجه به انرژی گرمایی به دست آمده از سوخت، این كارایی از حد میانگین یك خودرو بهتر است.
البته یكی از مزیت‌های MFC این است كه تقریبا تمامی انرژی قابل استحصال از سوخت را مصرف می‌كند، حتی آب اضافی كه از فرایند هضم به جا می‌ماند نیز به نحوی به چرخه مصرف روبات باز گردانده می‌شود. باكتری‌های موجود در دستگاه گوارش اكوبوت 3 از صدها گونه مختلف هستند كه می‌توانند خود را با انواع مختلفی از مواد غذایی تطبیق دهند. یكی از ایده‌هایی كه گروه در حال كار روی آن است - و یكی از دلایلی كه از آب اضافی باقی‌مانده از هضم نیز استفاده می‌كنند- استفاده از سلول‌های سوختی به عنوان سیستم تصفیه فاضلاب است.
ملهویش به شوخی می‌گوید: ‌"كسانی كه از روبات‌های گوشتخوار می‌ترسند نگران نباشند، زیرا بیشتر انرژی به دست آمده صرف تغذیه سیستم گوارش روبات می‌شود. ضمنا با سرعت حركت میانگین بیست و یك سانتی‌متر در روز، احتمال این‌كه روبات بتواند شما را شكار كند خیلی كم است!"

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: سایت دانلود رایگان]

[مشاهده در: www.freedownload.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 302]