Konstrukcja robota wzorowana jest na hawajskim ślimaku jabłoniowym (Pomacea canaliculata), pospolitym ślimaku akwariowym, który wykorzystuje falujący ruch swojej stopy do napędzania przepływu wody na powierzchni i zasysania unoszących się w wodzie cząstek jedzenia.
Obecnie urządzenia do zbierania tworzyw sztucznych opierają się głównie na siatkach lub przenośnikach taśmowych, które zbierają i usuwają większe odpady z tworzyw sztucznych z wody, ale nie radzą sobie z mikroplastikiem.
Te maleńkie cząsteczki plastiku mogą zostać połknięte i przedostać się do tkanek zwierząt morskich, przedostając się w ten sposób do łańcucha pokarmowego, gdzie stają się problemem zdrowotnym i potencjalnie rakotwórczymi dla ludzi.
– Zainspirowaliśmy się tym, jak ten ślimak zbiera cząsteczki jedzenia na styku wody i powietrza, aby zaprojektować urządzenie, które mogłoby zbierać mikroplastiki z oceanu lub powierzchni zbiornika wodnego” – powiedział Sunghwan „Sunny” Jung, profesor na wydziale inżynierii biologicznej i środowiskowej na Uniwersytecie Cornell.
Jung jest starszym autorem badania „Optymalne pompowanie wolnej powierzchni za pomocą pofałdowanego dywanu”, opublikowanego w Nature Communications.
Prototyp, zmodyfikowany na podstawie istniejącego projektu, musiałby zostać powiększony, aby był praktyczny w warunkach rzeczywistych. Naukowcy wykorzystali drukarkę 3D do stworzenia elastycznego arkusza przypominającego dywan, który może się falować. Spiralna struktura na spodniej stronie robota obraca się jak korkociąg, powodując falowanie i tworzenie fali biegnącej po wodzie.
Kluczem do tych badań była analiza ruchu płynu. – Musieliśmy zrozumieć przepływ płynu, aby scharakteryzować zachowanie pompowania – powiedział Jung.
Naukowcy obliczyli, że podobny system zamknięty, w którym pompa jest zamknięta i wykorzystuje rurkę do zasysania wody i cząstek, wymagałby do działania dużych nakładów energii. Prototyp, choć mały, działa przy napięciu zaledwie 5 woltów, a jednocześnie skutecznie zasysa wodę.
Jung stwierdził, że ze względu na wagę akumulatora i silnika badacze być może będą musieli przymocować do robota urządzenie unoszące się na wodzie, aby zapobiec jego zatonięciu.
Pierwszym autorem artykułu jest Anupam Pandey, były pracownik naukowy ze stopniem doktora w laboratorium Junga, obecnie adiunkt inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Syracuse.
Badanie zostało sfinansowane przez Narodową Fundację Nauki.
Źródło: Uniwersytet Cornell, zdjęcie zajawka: Wikimedia.org/CC BY-SA3.0
Zostaw komentarz
You must be logged in to post a comment.