Récupération d'énergie | Concours Prix Y 2019-2020
Les robots ont fait des progrès assez importants ces dernières années. Cependant, une chose s'oppose à un monde de science-fiction dans lequel les robots envahissent l'environnement comme l'un de ces robots. scènes de guerre futures des films Terminator C'est exactement comment ces robots doivent être alimentés. Les batteries, qui stockent l’énergie en interne, c’est bien beau mais ont le problème d’être lourdes et d’offrir une quantité limitée. C’est un obstacle majeur pour les robots actuels dans des environnements réels.
Les chercheurs de la School of Engineering and Applied Science de l’Université de Pennsylvanie ont peut-être trouve quand même une réponse: Des robots qui pourraient se recharger en mangeant (à des degrés divers) de la ferraille lors de leurs déplacements. Même si cela évoque un léger cannibalisme robotique, cela pourrait, aussi étrange que cela puisse paraître, donner naissance à des robots fonctionnant davantage comme des êtres biologiques.
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« Le plus important dans ce travail est de démontrer qu’il existe de nombreux avantages pour l'électronique et la robotique pour s'alimenter en extrayant l'énergie des matériaux dans leur environnement," James Pikul, professeur adjoint au Département de génie mécanique et de mécanique appliquée, a déclaré à Digital Trends. « Cette approche est similaire à la façon dont nous, les humains, obtenons de l’énergie. Nous devons manger du carburant, respirer de l’oxygène et boire de l’eau. Notre appareil offre la même capacité aux robots, sauf qu’ils « mangent » du métal comme carburant, respirent de l’oxygène et boivent de l’eau.
À l’heure actuelle, le prototype de l’équipe ne ressemble pas à la forme qu’il pourrait éventuellement prendre. Il s’agit actuellement d’un petit hydrogel traîné derrière un véhicule motorisé miniature. L’hydrogel agissant comme un électrolyte, toute surface métallique avec laquelle il entre en contact agit comme l’anode d’une batterie. Cela permet aux électrons de circuler vers la cathode et d’alimenter l’appareil connecté. Différents métaux confèrent au « piégeur métal-air » différentes densités d’énergie, en fonction de leur potentiel d’oxydation individuel. Le véhicule dispose également d'un petit réservoir qui fournit de l'eau à l'hydrogel pour l'empêcher de sécher.
"L'objectif ultime est de fabriquer des robots capables de fonctionner pendant des périodes beaucoup plus longues", a déclaré Pikul. "Il y a des robots vraiment impressionnants que les gens fabriquent, en particulier au échelle centimétrique, qui ont le potentiel d’améliorer la recherche et le sauvetage, les traitements médicaux et la maintenance industrielle. Mais avec les batteries lithium-ion actuelles, leur autonomie n’est que de cinq minutes. Au rythme actuel des progrès des batteries lithium-ion, il faudra 16 ans avant qu’elles ne fonctionnent pendant 15 minutes.
Cette approche signifierait qu'un robot pourrait se recharger en consommant une partie d'une surface métallique à chaque fois qu'il en est proche (un petit robot n'aurait besoin que des 100 micromètres supérieurs d'un objet métallique pour le faire; un robot plus gros probablement un peu plus.)
Hé, cela semble certainement beaucoup moins terrifiant que cette proposition d'il y a quelques années pour des robots qui se rechargent en grignoter de la matière organique!
Un document décrivant le travail a été récemment publié dans la revue ACS Energy Letters.
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