Robot

في قفزة كبيرة إلى الأمام في تكنولوجيا مراقبة البحار، طور باحثون من جامعة بينجهامبتون، وجامعة ولاية نيويورك، روبوتاً مائياً صغيراً مستوحى من الهضم البيولوجي، وتم تصميم روبوت "الحشرة" المستدام هذا لاستكشاف إنترنت الأشياء في المحيط، بهدف تحويل كيفية مراقبتنا وفهم البيئات المائية الشاسعة.

وتم تجهيز الروبوت المائي المبتكر بنظام طاقة مستدام ذاتياً، مما يسمح له بالعمل بشكل مستقل في البيئات البحرية، وبحلول عام 2035، من المتوقع دمج أكثر من تريليون جهاز مستقل في جوانب مختلفة من حياة الإنسان كجزء من إنترنت الأشياء، وجمع البيانات ونقلها دون تدخل بشري، ونظراً لأن الماء يغطي حوالي 71٪ من سطح الأرض، فإن هذه الروبوتات المائية لديها القدرة على إحداث ثورة في فهمنا للمحيطات، التي تحتوي على 96.5٪ من إجمالي مياه الأرض.

وبرنامج محيط الأشياء تابع لوكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA)، وإدراكاً لأهمية مثل هذه التطورات، بدأت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA) برنامج محيط الأشياء، ويركز هذا البرنامج على نشر أجهزة مستقلة لمراقبة وجمع البيانات من البيئات البحرية.

ويستخدم الروبوت الذي يشبه الحشرات تقنية خلايا الوقود الميكروبية (MFC)، والتي تحول المواد العضوية في البيئات المائية إلى كهرباء من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال التحفيزية، ويتم تمديد عمر خلايا الوقود الميكروبية باستخدام Bacillus subtilis المكونة للأبواغ كمحفز حيوي أنودي، ويمكن لهذه البكتيريا تحمل الظروف القاسية وإعادة تنشيطها في البيئات المواتية، مما يعزز طول عمر خلايا الوقود الميكروبية.

ويتم دعم قدرة الروبوت على الاستدامة الذاتية بشكل أكبر من خلال واجهة Janus، والتي توفر إمداداً ثابتاً من الركائز العضوية لبقاء الميكروبات، ويتم دمج غشاء Janus المقلد حيوياً مع قابلية ترطيب السطح غير المتماثلة في الروبوت، مما يتيح تناول الركيزة الانتقائية، ويستخرج هذا الغشاء العناصر الغذائية من الماء لتغذية إنتاج الجراثيم البكتيرية، مما يمنح البطاريات الحيوية عمر تخزين محتمل يصل إلى 100 عام.

وتعمل الروبوتات المائية، التي تشبه الحشرات الصغيرة التي تتكيف مع الحياة في المياه الراكدة، بواسطة التمثيل الغذائي للميكروبات، ويسمح المحرك، الذي يعمل بالمغذيات العضوية من خلال غشاء جانوس، للروبوتات بالسير عبر سطح الماء.

ويخطط الباحثون للتجربة على بكتيريا مختلفة على الروبوتات المائية لتحديد السلالات الأكثر فعالية في توليد الطاقة في ظل الظروف المحيطية المختلفة، وأكد الأستاذ سيوكهيون "شون" تشوي من جامعة بينجهامبتون على الحاجة إلى مزيد من الدراسة لفهم الحياة الميكروبية في مناطق المحيط المختلفة.