ცხოველებში არსებული ბიოლოგიური ცხიმოვანი რეზერვის მსგავსად, სადაც ენერგია ინახება, ახალი თუთიის დამუხტვადი ელემენტები რობოტის სტრუქტურასთან ინტერგრირდება, რათა ბევრად მეტი ენერგია აწარმოოს.

ეს მიდგომა განსაკუთრებულად მნიშვნელოვანია, რადგან რობოტები დროთა განმავლობაში მიკრომასშტაბებს უახლოვდებიან და არსებული ავტონომიური ელემენტები ზედმეტად დიდი და არაეფექტიანია.

"რობოტებისთვის სხვადასხვა დიზაინის შექმნაში შეზღუდულები ვართ, რადგან ელემენტები არსებული სივრცის დაახლოებით 20%-ს და ხანდახან მეტსაც იკავებს", — განაცხადა კვლევის ავტორმა ნიკოლას კოტოვმა.

რობოტების საჭიროება დროთა განმავლობაში იზრდება. უკვე არსებობენ მიმტანი დრონები, რობოტი ექთნები და ა.შ. შესაბამისად, საჭიროა მათი დახვეწა და განვითარება. მულტიფუნქციურ სტრუქტურულ ელემენტებს კი პოტენციურად ადგილის გამოთავისუფლება და წონის შემცირება შეუძლია. ენერგიის სიხშირისა და საკმაოდ იაფი ნივთიერების კომბინაცია ნიშნავს, რომ ელემენტებმა, შესაძლოა, რობოტების რაოდენობა და ამტანობა გაზარდოს.

"ჩვენი გამოთვლებით, რობოტებს, შესაძლოა, 72-ჯერ მეტი ენერგიის მოცულობა ჰქონდეთ, თუკი მათ ავტონომიურ ელემენტებს თუთიის ელემენტებით ჩავანაცვლებთ", — აღნიშნავს ერთ-ერთი მკვლევარი.

ახალი ელემენტები თუთიის ელექტროდებს შორის წყალჟანგის იონების გატარებითა და ელექტროლიტურ მემბრანაში ჰაერის მიმოცვლით მუშაობს. მემბრანა გარკვეულწილად არამიდის ნანობოჭკოების ქსელითა და წყლისგან შექმნილი პოლიმერის გელისგანაა დაფარული. გელი წყალჟანგ სიონებს ელექტროდებს შორის მოძრაობაში ეხმარება.

იაფი, უხვად მოპოვებადი და არამომწამვლელი ნივთიერებების გამოყენებით, ელემენტები გარემოს მიმართ ბევრად მეგობრულია. თუკი ელემენტი დაზიანდება, გელი და არამიდის ბოჭკოები ცეცხლს არ გააჩენენ — მსგავსი საშიშროება, როგორც წესი, ლითიუმ-იონურ ელემენტებს ახასიათებთ.

"ელემენტები, რომლებსაც ორმაგი მოვალეობის შესრულება შეუძლიათ — ენერგიის შენახვა და რობოტის 'ორგანოების' დაცვა — ცოცხალი ორგანიზმებში არსებული ცხიმოვანი ქსოვილის ასლს წარმოადგენენ", — განაცხადა ერთ-ერთმა მკვლევარმა.

თუთიის ელემენტის უარყოფითი მხარე ისაა, რომ მას იმაზე ცოტა ენერგიის შენახვა შეუძლია, ვიდრე ლითიუმ-იონურ ელემენტებს. ეს იმიტომ ხდება, რომ თუთია თავთავებს წარმოქმნის, რაც დროთა განმავლობაში ელექტროდებს შორის არსებულ მემბრანას ჩხვლეტს. არამიდის ნანობოჭკოვანი ქსელი კი სწორედ ამ პრობლემის მოგვარებას ემსახურება.

კვლევა ჟურნალ Science Robotics-ში გამოქვეყნდა.