पंक्ति-बॉट सूक्ष्मजीव खाने से गंदे पानी और शक्तियों को साफ करता है

Anonim

पंक्ति-बॉट सूक्ष्मजीव खाने से गंदे पानी और शक्तियों को साफ करता है

रोबोटिक

कॉलिन जेफरी

17 नवंबर, 2015

4 चित्र

पानी में लेने के लिए मुंह के साथ पंक्ति-बॉट - इंसेट मुंह बंद दिखाता है (क्रेडिट: ब्रिस्टल विश्वविद्यालय)

पानी के नाविक बग से प्रेरित, ब्रिस्टल विश्वविद्यालय में एक टीम ने रो-बॉट, एक रोबोट प्रोटोटाइप बनाया है जिसे गंदे तालाबों या झीलों में पानी के शीर्ष पर खुद को पेंट करने के लिए बनाया गया है, और सूक्ष्म जीवों को "खाएं " यह ऊपर चला जाता है। इसके बाद यह शक्ति को ऊर्जा बनाने के लिए अपने कृत्रिम पेट में इन्हें तोड़ देता है। इस तरह, यह खाने के लिए अधिक बैक्टीरिया की तलाश करने के लिए लगातार खुद को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त शक्ति उत्पन्न करता है।

पंक्ति-बॉट में दो मुख्य तत्व होते हैं - एक छिद्रण 0.75 वाट, ब्रश डीसी मोटर, और उसके "पेट, " द्वारा संचालित एक पैडल का उपयोग करके रो-बॉट को स्थानांतरित करने के लिए प्रोपल्सन तंत्र, जहां एक माइक्रोबियल ईंधन सेल (एमएफसी) पैडल को सशक्त करने वाली मोटर को विद्युत प्रवाह की आपूर्ति करता है।

पूरी प्रणाली तब काम करती है जब रोबोट कुछ पानी में प्रवेश करता है, एमएफसी इसके भीतर निहित बैक्टीरिया से बिजली बनाते हैं, जिससे इसे अपने पैडल के कुछ स्ट्रोक बनाने की अनुमति मिलती है। यह आंदोलन तब पंक्ति-बॉट को अधिक गंदे पानी में ले जाने देता है, और प्रक्रिया फिर से शुरू होती है। यह रो-बॉट को अन्य समान तैराकी रोबोटों (जैसे हार्वर्ड माइक्रोबोबोटिक्स 'रोबोबी) से अलग करता है; यह पूरी तरह से माध्यम से संचालित है जिसमें यह तैरता है।

पानी की नाविक कीट कि रो-बॉट एमुलेट्स में पैरों के स्ट्रोक के दौरान सतही क्षेत्र को अधिकतम करने के लिए बालों से ढके पैर होते हैं और पुनर्प्राप्ति स्ट्रोक के दौरान ड्रैग को कम करने के लिए जो पतन होता है। तो, भी, रो-बॉट के पैडल का डिज़ाइन दक्षता को अधिकतम करने के लिए बदल जाता है।

एक 3 डी मुद्रित समग्र संरचना से निर्मित एक कठोर फ्रेम के साथ एक लोचदार झिल्ली का समर्थन करते हुए, पावर स्ट्रोक के दौरान पैडल सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए प्रत्येक पैडल फैलाया जाता है। झिल्ली में एक कताई होती है जो पैडल के हिस्से पर हमले के कोण को बदलती है जो पुनर्प्राप्ति स्ट्रोक के दौरान पानी के नीचे रहता है ताकि इसके सामने वाले क्षेत्र को कम किया जा सके और इसलिए, इसका ड्रैग हो।

एमएफसी - यूडब्ल्यूई ब्रिस्टल द्वारा विकसित मूत्र से विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए - रो-बॉट में प्रयुक्त एक सामान्य ईंधन सेल के समान होता है, सिवाय इसके कि प्रक्रिया को शक्ति देने के लिए अधिक सामान्य ईंधन के स्थान पर, यह बैक्टीरिया का उपयोग करने के लिए बैक्टीरिया का उपयोग करता है प्रकृति में पाए गए बैक्टीरियल इंटरैक्शन की नकल करके विद्युत प्रवाह।

जब सूक्ष्म जीवों को एरोबिक स्थितियों में चीनी खिलाया जाता है (यानी, ऑक्सीजन की उपस्थिति में), वे कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन करते हैं। हालांकि, एमएफसी में एनारोबिक राज्यों (जब ऑक्सीजन मौजूद नहीं है) में, वे कार्बन डाइऑक्साइड, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं। इस तरह, बिजली उत्पादन के लिए दो इलेक्ट्रोड के बीच एक विद्युत प्रवाह बनाया जा सकता है।

शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि डिवाइस में ऊर्जावान रूप से स्वायत्त रोबोट के रूप में कई उपयोगों की क्षमता है, जिसमें रिमोट सेंसिंग और पर्यावरण निगरानी और सफाई शामिल है। इस नस में, पंक्ति-बॉट के लिए योजना बनाई गई अगली चरण एमएफसी द्वारा संचालित कुछ अतिरिक्त स्विचिंग सर्किट्री के साथ निगरानी और नियंत्रण उपप्रणाली का एकीकरण है।

इस शोध के परिणाम हाल ही में जर्मनी के हैम्बर्ग में इंटेलिजेंट रोबोट्स एंड सिस्टम्स (आईआरओएस) पर 2015 आईईईई / आरएसजे अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन में एक पेपर में प्रस्तुत किए गए थे।

रो-बॉट में एक माइक्रोबियल ईंधन सेल होता है जो सूक्ष्म जीवों में प्रवेश करता है और पानी के माध्यम से प्रणोदन के लिए पैडल ड्राइव करने के लिए एक विद्युत मोटर के लिए बिजली प्रदान करता है (क्रेडिट: ब्रिस्टल विश्वविद्यालय)

एक 3 डी मुद्रित समग्र संरचना से निर्मित एक कठोर फ्रेम के साथ एक लोचदार झिल्ली का समर्थन करते हुए, रो-बॉट पर प्रत्येक पैडल पावर स्ट्रोक के दौरान पैडल सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए बढ़ाया जाता है (क्रेडिट: ब्रिस्टल विश्वविद्यालय)

गंदे पानी में बेकार एक स्वायत्त, पानी की सफाई रोबोट प्रोटोटाइप, रो-बॉट को सूक्ष्म जीवाणुओं को "खाने" के लिए डिज़ाइन किया गया है, फिर उन्हें अपने कृत्रिम पेट में ऊर्जा को ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए तोड़ देता है (क्रेडिट: विश्वविद्यालय ब्रिस्टल)

पानी में लेने के लिए मुंह के साथ पंक्ति-बॉट - इंसेट मुंह बंद दिखाता है (क्रेडिट: ब्रिस्टल विश्वविद्यालय)