Baktériumevő önellátó robotbogár vizsgálhatja a tengerek állapotát

Amerikai kutatók fejlesztettek ki egy olyan vízi „robotbogarat”, ami baktériumokból nyer energiát, ezáltal önellátó módon képes óceáni megfigyeléseket végezni. Az Ocean of Things néven indult programot az Egyesült Államok Fejlett Védelmi Kutatási Projektek Ügynöksége (DARPA) támogatja, és a Binghamton Egyetem csapata vezényli le, korábbi mikrobiális üzemanyagcellával (MFC) kapcsolatos kutatások felhasználásával.

A vízi robotbogár energiaellátását célzó projektben megfigyelték, hogy baktériumokból egy milliwatt közelében lévő energiatermelés nyerhető ki, és ennyi már elegendő az apró gép mechanikus mozgásához vagy bármilyen szenzor működtetéséhez. Ezzel a megoldással képesek lehetnek olyan környezeti adatok nyomon követésére, mint a víz hőmérséklete és szennyezettségének szintje, a kereskedelmi hajók és repülőgépek mozgása, illetve a vízi állatok viselkedése.

A mikrobiális létfenntartás kialakítása érdekében egy biomimetrikus Janus-membránt integráltak a rendszerbe, amelynek szelektív szubsztrátfelvételét felületi nedvesíthetőség biztosítja: a Janus-felület egyik oldala hidrofil, míg a másik hidrofób, így a vízből származó tápanyagokat beengedi és a készüléken belül tartja, hogy elősegítse a baktériumspórák termelését, ezáltal a mesterséges mikrobiális anyagcserét. A robot mobilitását természetből vett minta, a molnárpoloska mozgása nyomán alkották meg.

„Amikor a környezet kedvező a baktériumok számára, vegetatív sejtekké alakulnak és energiát termelnek, de amikor a körülmények nem kedvezőek – például nagyon hideg van, vagy nincsenek elérhető tápanyagok –, visszaalakulnak spórákká. Ily módon meghosszabbíthatjuk az üzemidőt” – magyarázza közleményben a működési elvet Seokheun „Sean” Choi professzor, a Fejlett Érzékelési Technológiák és Környezeti Fenntarthatóság Kutatóközpont (CREATES) igazgatója. „Nagyon közönséges baktériumsejteket használtunk, de további tanulmányokra van szükségünk, hogy megismerjük, mi él valójában az óceánok ezen területein. Korábban kimutattuk, hogy több baktériumsejt kombinációja javíthatja a fenntarthatóságot és az energiaellátást, így ez egy másik ötlet. Talán gépi tanulás segítségével megtalálhatjuk a baktériumfajok optimális kombinációját az energiasűrűség és fenntarthatóság javítása érdekében.”

Az, hogy a robotokat bárhová küldhetik, ahol szükség van rájuk, egyértelmű előrelépés a jelenlegi „okos bójákhoz” képest, amelyek helyhez kötött érzékelők – véli a tudós, aki szerint a következő lépés a vízi robotok működésének finomítása és annak további tesztelése, hogy mely baktériumok a legideálisabbak az energiatermeléshez óceáni körülmények között.

Gábor János, Okosipar.hu