סוללות קטנטנות יוכלו להפעיל רובוטים זעירים

This post is also available in: English (אנגלית)

מהנדסים ב-MIT פיתחו סוללה זעירה שיכולה לחולל מהפכה בתחום המיקרו-רובוטיקה, ולהקל על שימוש ברובוטים ליישומים הדורשים כניסה דרך אזור קטן מאוד, כגון כניסה לצינורות גז כדי לזהות דליפות או העברת תרופות בתוך גוף האדם. סוללה חדשנית זו, שאורכה 0.1 מ"מ ועוביה 0.002 מ"מ (בערך ברוחב של שערה אנושית) משתמשת בחמצן מהאוויר כדי לחמצן אבץ, וכך יוצרת זרם של עד 1 וולט. כמות זו של כוח מספיקה כדי לתת חשמל למעגלים קטנים, חיישנים או מפעילים, מה שהופך אותו לפתרון מבטיח להפעלת רובוטים אוטונומיים זעירים.

הפעלת רובוטים זעירים מהווה אתגר זה מכבר. בעוד שישנם מכשירים מיקרוסקופיים אשר מונעים מאנרגיה סולארית, החיסרון שלה זה שהיא דורשת מקור אור חיצוני קבוע, מה שמגביל את הניידות והאוטונומיות של הרובוט. מערכות אלה, המכונות "מריונטות", תלויות בכוח חיצוני ומוגבלות בטווח התפעולי שלהן. עם זאת, הסוללה החדשה, על פי TechXplore, מבטיחה עצמאות גדולה יותר על ידי הטמעת מקור החשמל ישירות לתוך הרובוט, מה שמאפשר לו לפעול באופן אוטונומי בחללים בלתי נגישים.

המהנדסים השתמשו בסוללת אבץ-אוויר למטרה זו. סוללות אבץ-אוויר, הידועות בצפיפות האנרגיה הגבוהה שלהן, אשר מספקת להן זמן פעולה ארוך, משמשות בדרך כלל במכשירי שמיעה. הסוללה שהונדסה ב-MIT כוללת אלקטרודת אבץ ואלקטרודת פלטינה המוטמעת ברצועת פולימר שנקראת SU-8 ונפוצה במיקרואלקטרוניקה. תגובה בין האלקטרודות האלה למולקולות החמצן מהאוויר גורמת לחמצון אבץ, מה שגורם לאלקטרונים לזרום לאלקטרודת הפלטינה, מה שמייצר חשמל.

במחקר שלהם, החוקרים הראו כי הסוללה יכולה להניע ביעילות מפעיל – זרוע רובוטית שמסוגלת לנוע – בנוסף לממריסטור, מכשיר שמאחסן זיכרונות של מאורעות על ידי שינוי ההתנגדות החשמלית שלו, ומעגל שעון למעקב אחר הזמן. הסוללה גם מפעילה שני סוגים של חיישנים שמזהים כימיקלים בסביבה על ידי שינוי ההתנגדות החשמלית שלהם: אחד עשוי מוליבדן דיסולפיד דקיק אטומית והשני מננו-צינורות פחמן.

במבט קדימה, הצוות מתכנן לשלב את הסוללות האלה ברובוטים אוטונומיים לחלוטין. יישום פוטנציאלי אחד כולל תכנון רובוטים להזרקה עבור אספקת תרופות בתוך גוף האדם, אשר יהיה עשוי מחומרים מותאמים ביולוגית כי להתמוסס ברגע המשימה שלהם הושלמה. בנוסף, הצוות עובד כדי להגדיל את מתח הסוללה כדי להרחיב את טווח היישומים שלה.

חדשנות זו מהווה צעד חיוני ליצירת מיקרו-רובוטים אוטונומיים ורב-תכליתיים יותר, המסוגלים לבצע משימות מורכבות בסביבות מאתגרות.

המחקר פורסם בכתב העת Science Robotics