بفضل طفرة حققها فريق بحثي في بطاريات التحول الحيوي، أصبح بإمكان الروبوتات الآن تخزين طاقة بسعة أكبر بـ72 ضعفاً عبر نظام يشبه مخزون الطاقة البيولوجي في جسم الإنسان.
صحيفة The Independent البريطانية أوضحت الأربعاء 19 أغسطس/آب 2020، أن الباحثين في جامعة ميشيغان الأمريكية، بتمويل من وزارة الدفاع الأمريكية، طوّروا بطارية زنك جديدة قابلة للشحن، يمكن دمجها داخل هيكل الروبوت؛ ما يُفرِّغ المساحة ويقلِّل الوزن اللذين تستهلكهما بطاريات أيون الليثيوم التقليدية.
كيف يعمل ذلك؟ قال نيكولاس كوتوف، بروفيسور علوم الهندسة الذي ترأس البحث، “تتقيد تصميمات الروبوتات بالحاجة إلى بطاريات تشغل 20% أو أكثر من المساحة المتاحة داخل الروبوت، وتستأثر بنفس النسبة من وزن الروبوتات”.
ليس لدينا كيس دهني واحد ضخم، ويحتاج إلى عملية نقل طاقة كبيرة ومكلفة. ومن ثم توزيع عملية تخزين الطاقة، مثلما يحدث في أجساد الكائنات الحية، هي الطريقة المثلى لاتباعها في أجهزة التحول الحيوي عالية الجودة.
تعتمد تقنية التحول الحيوي على أشكال وأنظمة حية، وبالتالي فهي مثالية للروبوتات شبيهة البشر المُطوَّرة للعمل والتشغيل في بيئات مُصمَّمة للبشر.
كما يمكن أيضاً استخدام البطاريات الهيكلية في كل شيء؛ بدايةً من الطائرات بدون طيار إلى روبوتات التوصيل، إذ يقول الأستاذ كوتوف إنَّ بطاريات الزنك الجديدة يمكن أن تضاعف نطاق عمل مثل هذه الروبوتات على الفور.
بينما قال مينجكيانغ وانغ، الباحث الزائر في مختبر البروفيسور كوتوف: “هذا ليس الحد الأقصى، نحن نقدر أنَّ الروبوتات يمكن أن تتمتع بسعة طاقة أكبر 72 مرة إذا استبدلنا الأجزاء الخارجية منها ببطاريات الزنك، مقارنة بامتلاكها بطارية أيون ليثيوم واحدة”.
وتحترم البيئة: تعمل بطارية الزنك عن طريق تخزين الطاقة ونقلها عبر غشاء من الإلكتروليت، مصنوع من ألياف نانوية كربونية وهلام بوليمر قائم على الماء.
يقول الباحثون إنَّ الغشاء صديق للبيئة أكثر من البطاريات التقليدية، وليس عرضة لإشعال الحرائق.
وأُجريت اختبارات بالفعل على ألعاب آلية على شكل ديدان وعقارب، من خلال إيصال بطاريات الزنك بمحركاتها ولفها حول الجوانب الخارجية لهذه الروبوتات الحشرية.
بينما قال أحمد إيمري، طالب دكتوراه شارك في الأبحاث: “البطاريات التي تؤدي مهام مزدوجة -تخزين الطاقة وحماية أجزاء الروبوتات- تحاكي التنوع الوظيفي للأنسجة الدهنية التي تعمل على تخزين الدهون في الكائنات الحية”.
فيما نُشِرَت ورقة بحثية تفصيلية عن هذه الطفرة بعنوان “البطاريات الهيكلية الحيوية للروبوتات” في دورية Science Robotics.
