Крошечная, мощная батарейка открывает новые горизонты для автономных микророботов

Инженеры Массачусетского технологического института разработали сверхминиатюрную батарею, которая может позволить нам использовать роботов размером с клетку для самых разных вещей, например, для доставки лекарств прямо внутрь нашего тела или для обнаружения утечек газа в трубопроводах.

Эта новая батарейка всего 0,1 миллиметра в длину и 0,002 миллиметра в толщину - практически размером с человеческий волос. Она захватывает кислород из воздуха и использует его для окисления цинка, вырабатывая ток до 1 вольта. Этого достаточно, чтобы питать небольшие схемы, датчики и маленькие исполнительные механизмы, а это очень важно для того, чтобы заставить роботов работать.

Исследовательская группа под руководством Ге Чжана, доктора философии '22, и аспиранта Сунгюна Яна опубликовала свои результаты в журнале Science Robotics. Они решили главную проблему в создании крошечных роботов: как дать им достаточно энергии, чтобы они могли работать самостоятельно, без необходимости подключаться к чему-либо.

В отличие от роботов-"марионеток", которым нужен постоянный источник света или шнур для подключения к внешнему источнику питания, эта новая цинково-воздушная батарея позволяет им свободно передвигаться.

Команда уже продемонстрировала, что батарея может питать различные компоненты, такие как роботизированная рука (это исполнительный механизм), мемристор (который может запоминать информацию) и даже схема часов. Кроме того, она может работать с двумя типами датчиков, которые изменяют свое электрическое сопротивление, когда обнаруживают вокруг себя определенные химические вещества.

Одна из их целей - создать крошечных роботов, которых можно было бы вводить в организм, чтобы доставлять лекарства, такие как инсулин, именно туда, где они необходимы. Для этого они думают использовать дружественные организму материалы, которые будут разрушаться, когда роботы закончат свою работу.

Команда MIT также собирается увеличить напряжение батареи, что может открыть еще больше возможностей.

Это исследование было поддержано несколькими организациями, включая Управление исследований армии США, Министерство энергетики и Национальный научный фонд.