빛으로 동력을 공급받고 물로 연료를 공급받는 새로운 필름은 외딴 지역을 청소하기 위해 무기한으로 배치될 수 있다. 이러한 영역 중 많은 부분이 재충전할 곳이 없다는 사실을 감안할 때 이것은 매우 중요하다. 이번 연구는 사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 게재됐다.

지속 가능한 소프트 로봇

Zhiwei Li는 UCR 화학자이다.  

“우리 동기는 소프트 로봇을 지속 가능하게 만들고 환경 변화에 스스로 적응할 수 있도록 하는 것이었다. 태양광이 전력으로 사용된다면 이 기계는 지속 가능하고 추가 에너지원이 필요하지 않다.”라고 Li가 말했다. "필름도 재사용 가능하다."

이 영화는 Neusbot이라고 불리며, 물 타조를 포함하는 동물 범주의 이름을 따서 명명되었다. 이와 같은 곤충은 펄스 운동을 사용하여 호수 표면과 느리게 움직이는 개울을 따라 이동할 수 있으며, 이는 과학자들이  Neusbot으로 복제할 수 있었던 것이다.

이것은 빛에 반응하여 구부러지는 최초의 필름은 아니지만 이전 버전에서는 Neusbot이 할 수 있는 조정 가능한 기계적 진동을 생성할 수 없었다. 이 동작을 사용하면 어떤 수면에서도 작동할 수 있다.

“빛을 사용하여 이 제어 가능한 움직임을 구현하는 방법은 많지 않다. 우리는 증기 기관처럼 작동하는 3층 필름으로 문제를 해결했다.”라고 Li가 말했다.

전원으로서의 빛

Neusbot은 전원을 공급하기 위해 초기 열차와 유사한 원리를 사용한다. 그러나 끓는 물에서 나오는 증기를 사용하여 운동에 동력을 공급하는 대신 빛을 동력원으로 사용한다. 

필름의 중간층은 다공성이며 물뿐만 아니라 산화철 및 구리 나노 막대를 보유할 수 있다. 빛 에너지는 물을 기화시키고 물 표면을 가로질러 펄스 운동에 동력을 공급하는 나노막대 덕분에 열로 변환된다.

Neusbot은 또한 바닥층이 소수성이어서 그것을 압도하는 파도에 면역이 된다. 이것은 항상 표면으로 다시 떠오른다는 것을 의미한다. 나노 물질은 또한 손상 없이 높은 염 농도를 견딜 수 있다.

"나는 염분이 많은 상황에서 그들의 안정성에 대해 확신한다."라고 Li가 말했다.

Neusobot의 방향은 광원의 각도를 변경하여 제어된다. 태양의 힘으로 로봇은 앞으로 움직이지만 추가 광원이 있으면 뉴로봇이 수영하고 청소하도록 제어할 수 있다.

현재 버전에는 3개의 레이어가 있으며 팀은 결국 오일이나 기타 화학 물질을 흡수할 수 있는 네 번째 레이어를 테스트하려고 한다.

“보통 사람들은 기름 유출 현장에 배를 보내 손으로 청소한다. Neusbot은 로봇 청소기처럼 이 작업을 수행할 수 있지만 물 표면에서 수행할 수 있다.”라고 Li가 말했다.

팀은 또한 로봇의 진동 모드를 더 정확하게 제어하고 더 복잡한 동작을 제공하려고 한다.

"우리는 이 로봇이 이전 버전이 달성하지 못한 많은 일을 할 수 있음을 보여주고 싶다."라고 Li가 결론지었다.