Робот-жук "поедает" микробы, чтобы очистить воду и получить энергию для работы

Команда учёных из Бристольского университета сделали Row-bot — прототип робота, который предназначен для передвижения по поверхности загрязнённых водоёмов и поедания микробов. Микробы робот использует для получения из них энергии и продолжения работы.

Бристольский биоэнергетический центр работает в сфере биоэнергетики, ищет способы утилизации отходов и извлечения пользы в виде электричества от этого процесса. Учёные работают на стыке санитарии и робототехники. «Мы разрабатываем системы, которые извлекают электричество из отходов, и эти системы могут быть самодостаточными — в системно-инженерном смысле», — рассказывает биоинженер Иоаннис Иеропулос.

Команда учёных воспользовалась особенностью микробного топливного элемента, чтобы создать Row-bot. МТЭ — это биотехнологическое устройство, которое преобразует энергию химических связей органических веществ в электричество посредством микроорганизмов. Эти элементы способны использовать сточные воды, что делает их эффективными средствами не только для производства электрической энергии, но и защиты окружающей среды.

Row-bot состоит из двух основных частей: механизма для передвижения — щёточного двигателя мощностью 0,75 ватт и приводимых им в действие «вёсел», и «желудка», который представляет собой микробный топливный элемент. Робот впускает в резервуар воду и использует полученные с ней микробы для производства электрического тока.

МТЭ состоит из двух камер — анодной, куда помещается вода с бактериями, и катодной. «Бактерии внутри анодной камеры получают углеродный источник энергии, который необходим им для роста и поддержания жизнедеятельности. Но потому, что они находятся в камере с электродом, единственным путем к выживанию для них будет переработка органического субстрата, которым мы их кормим, и они осуществляют анаэробное дыхание через этот электрод. Уникальной чертой этой технологии является то, что бактерии делают ровно то же самое, что и в естественных условиях, однако в МТЭ в результате анаэробного дыхания электроны покидают внутренность бактериальной клетки и попадают на электрод. Этот электрод в анодной камере, отрицательный электрод, соединен цепью или проводом с катодом. И это путь, по которому проходят электроны. Электроны, движущиеся от отрицательного электрода к положительному образуют электрический ток, производимый этим устройством. Таков принцип действия МТЭ», — объясняет Иоаннис Иеропулос.

Учёные уверены, что это устройство имеет потенциал для использования в качестве энергонезависимого робота для очистки водоёмов и для мониторинга окружающей среды. Следующим шагом команды будет добавление в робота-жука систем для мониторинга, которые будут работать на МТЭ.