Гастробот – тамақтан энергия алатын робот! Микробиалды отын жасушасы арқылы көмірсу, май, белокты газға айналдырып қуат алады. Жаңа технология туралы біліңіз!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Гастробот, сөзбе-сөз "асқазан роботы" дегенді білдіреді, бұл терминді 1998 жылы Оңтүстік Флорида институтының директоры доктор Стюарт Уилкинсон ойлап тапты. Гастробот – "нақты тамақты қорыту арқылы барлық энергия қажеттіліктерін өтейтін интеллектуалды машина (робот)". Гастробот энергияны көмірсулар, липидтер сияқты түрлерде немесе алкоголь сияқты қарапайым көздерден алуы мүмкін. Бұл робот үшін энергия көзі көмірсулар мен ақуыздардың қоспасы болып табылады. Робот бұл молекулаларды микробиологиялық отын жасушасы (MFC) арқылы алады, ол тамақты газға және басқа да потенциалды энергияға айналдырады. Газдар мен сұйықтықтар, мысалы, сутегі отын жасушасын қуаттандыруға көмектеседі, бұл қосымша энергия жасап, гастроботтың механикасын қозғалтатын басқа газды өндіруге мүмкіндік береді. Бұл роботтар белгілі бір экологиялық ортаны инвазивті түрлерді жою арқылы сақтау сияқты "қосып, ұмытуға" болатын міндеттерді орындауға қабілетті болуы мүмкін. Олар энергияны түрлендіру үшін не жеуге болатынын анықтау үшін оптикалық сенсорлардың деректерін жасанды интеллект бағдарламасына жіберіп отырады.
Gastrobot, meaning literally 'stomach robot', was a term coined in 1998 by the University of South Florida Institute's director, Dr. Stuart Wilkinson. A gastrobot is " an intelligent machine (robot) that derives all its energy requirements from the digestion of real food." The gastrobot's energy intake may come in the form of carbohydrates, lipids etc., or may be a simpler source, such as alcohol. The energy source commonly used for this robot is a mixture of carbohydrates and protein. The robot gets these molecules through a microbial fuel cell (MFC), which converts the food into gases and other potential energy. The gases and liquids help fuel things such as a hydrogen fuel cell, which helps create more energy—and other gases that help power the gastrobot's mechanics. These robots might be able to perform certain types of so called 'start and forget' missions, such as to help maintain a particular ecological environment by removing invasive species. They might use optic sensors inputs to artificial intelligence software to determine what they can eat for energy conversion.
Технология
Гастроботика энергия көздері негізінен микробтық отын элементтерін пайдалануға бағытталған. Микробтық отын элементтері электр энергиясын өндіру үшін тотығу-тотықсыздану реакциясын қажет етеді. Микробтық отын элементі бактерияларды пайдаланады, оларды тамақтандыру қажет. Отын элементінде әдетте екі бөлік болады: анод және катод терминалдары, олар ион алмасу мембранасымен бөлінеді. Біріншіден, анод камерасында бактериялар органикалық материалдан электрондарды алып, көміртек электродына жібереді. Электрондар содан кейін ион алмасу мембранасы арқылы катод камерасына өтеді, онда олар протондармен және оттегімен қосылып су түзеді. Анодтан катодқа ағып жатқан электрондар электр тогы мен кернеуді тудырады. Осыдан кейін зерттеулер микробиологиялық отын элементінен алынған энергияны күшейту үшін сутегі отын элементін пайдалануды қарастыруда. Сутегі отын элементі микробиологиялық отын элементінің қосалқы өнімдерін пайдаланып, қосымша материалды қажет етпей көбірек энергия өндіруге мүмкіндік береді. Гастроботтың талаптары:
Жиын-терім: Нақты әлемдегі жағдайлардан тамақ жинай білуі керек, сондай-ақ тамақты тұтыну үшін қол немесе басқа да механизмдермен жабдықталуы керек. Шайнау: Жүйеге кішірек бөліктерге бөлген үшін, оған тамақты "шайнауға" немесе ұсақтауға арналған ауыздың қандай да бір түрі қажет. Жұту: "Қазанқосқа" тамақты "ауыздан" микробтық отын элементіне жеткізуі керек. Қорыту: Микробтық отын элементі "асқазан" энергия өндіруі керек. Сығару: Гастробот қалдықтардың жиналып қалмауы үшін оларды шығарып тастауы керек.
Gastrobotics energy sources mainly focuses on the use of a microbial fuel cell. Microbial fuel cells require an oxidation reduction reaction to generate electricity. A microbial fuel cell uses bacteria, which must be fed. The fuel cell typically contains two compartments, the anode and cathode terminals which are separated by an ion exchange membrane. First, in the anode chamber, the bacteria remove electrons from the organic material and pass the electrons to a carbon electrode. The electrons then move through the ion exchange membrane to the cathode chamber, where they combine with protons and oxygen to form water. The electrons flowing from the anode into the cathode terminals generate electrical current and voltage. From this point, research is exploring using a hydrogen fuel cell to amplify the energy from the microbial fuel cell. The hydrogen fuel cell would use microbial fuel cell byproducts to create more energy without having to consume more material. Gastrobot requirements include:
Harvesting: Must be able to gather food from real world settings and include some sort of arm or other mechanism that grabs food for consumption. Mastication: It needs some type of mouth to "chew" or break down food into smaller pieces for the system. Ingestion: An "esophagus" must move food from the "mouth" to the microbial fuel cell. Digestion: The microbial fuel cell "stomach" must produce energy. Defecation: The gastrobot must remove waste to avoid it building up.
Отын
Гастробот үшін ең жақсы отын көмірсуларға бай кез келген нәрсе. Көкөністер, жемістер, дәнді дақылдар, жәндіктер және жапырақтар жақсы нұсқалар. Дегенмен, ол зәр, анаэробты шлам (биоразлагаюшы қалдықтар мен канализация сулары) және полигондық сұйықтық сияқты органикалық қалдықтарды да пайдалана алады. Ет отын ретінде қолданылуы мүмкін, бірақ тиімді болу үшін майлылығы тым жоғары.
The best fuel source for a gastrobot is anything high in carbohydrates. Vegetables, fruit, grains, insects, and foliage are good candidates. However, it can also consume organic waste products such as urine, anaerobic sludge (biodegradable waste and sewage), and landfill leachate. Meat can be a fuel, but contains too much fat to be efficient.
Артықшылықтары
Гастророботиканың болашағы қоғам үшін көптеген мүмкіндіктер ұсынады. Роботтың тәуелсіздігі: Сәтті гастроботқа міндеттерді орындау үшін адам бақылауы қажет болмайды. Тәуелсіздік адамдарды басқа жұмыстарға ауысуға мүмкіндік бере отырып, тиімділікті арттырады. Экологиялық таза отын көзі: Гастробот тамақтың ыдырауы арқылы толығымен жасыл отынмен жұмыс істеуі мүмкін. Тамақ энергияға айналғаннан кейін, H2O (су) және оттегі қалды. Мұндай энергия көзі роботтардың қоршаған ортаны ластамай жұмыс істеуіне жағдай жасайды.
The future of gastrobotics has many potential benefits to society. Robot independence: A successful gastrobot would not require human supervision to carry out tasks. Independence could improve efficiency by freeing humans to work on other tasks. Eco friendly fuel source: The gastrobot, by breaking down food, potentially runs on a completely green fuel source. After the food breaks down into energy, what is left is H2O and (water and oxygen). This type of energy source might let robots function without adding to pollution.