Un examen des alimentations électriques pour les robots hybrides biomachines

Les robots hybrides bio-machines (BHR) représentent une nouvelle génération de véhicules micro-aériens contrôlés en construisant une interface entre les systèmes biologiques et artificiels. Contrairement aux robots électroniques traditionnels, ils sont dépourvus de buildings mécaniques complexes et, en raison de leur dépendance directe du corps de l’animal, ont des caractéristiques de locomotion supérieures et un besoin énergétique moindre. Ainsi, les BHR peuvent être appliqués dans de nombreux scénarios importants, tels que les opérations de sauvetage en milieu urbain et sauvage, los angeles surveillance environnementale et les enquêtes sur les zones dangereuses.

Pour une longue staying power de undertaking, l’alimentation électrique du sac de commande arrière doit être prise en compte. Étant donné que les différents transporteurs biologiques ont des exigences différentes en matière d’équipement énergétique, l’approvisionnement énergétique des BHR est une query importante. Un article de synthèse rédigé par des scientifiques de l’Institut de technologie de Pékin a résumé les progrès réalisés dans les dispositifs d’alimentation dans le cadre de los angeles recherche sur les BHR.

Le nouvel article de synthèse publié dans los angeles revue Cyborg et systèmes bioniquesa fourni un aperçu complet des différentes méthodes d’approvisionnement en énergie dans los angeles recherche sur les BHR, depuis los angeles sélection de batteries chimiques pour différents bioporteurs jusqu’au développement et à l’software de différents récupérateurs d’énergie.

“Peut-être que vous ne pouvez pas imaginer qu’un jour, lorsque vous serez piégé dans los angeles nature, le premier à remarquer le message de détresse et à vous sauver sera un animal”, a expliqué l’auteur de l’étude Jiiliang Zhao. “Mais ce sera une réalité dans l’avenir.” , professeur à l’Institut de technologie de Pékin.

Pendant longtemps, les électroniciens espéraient pouvoir imiter les buildings biologiques de los angeles nature. Bien que les scientifiques aient conçu et construit des robots pour imiter de toutes les manières possibles les mouvements des animaux dans los angeles nature, aucun robotic électronique n’a encore égalé l’efficacité et los angeles maniabilité du corps de l’animal lui-même.

Les robots hybrides de biomachines (BHR) sont devenus une autre nouvelle approche. Les BHR utilisent des animaux comme porteurs et modifient le mouvement des porteurs en créant des interfaces biomécaniques pour accomplir des tâches spécifiques à un scénario. Selon Zhao, l’unité d’alimentation utilisée pour faire fonctionner le sac de contrôle et les composants électroniques transportés par les BHR déterminent son développement futur et son software pratique.

Une revue récemment publiée a analysé différentes méthodes d’approvisionnement en énergie dans los angeles recherche sur les BHR. Les auteurs de l’étude ont regroupé les dispositifs d’alimentation électrique en cinq catégories : les batteries chimiques ; les cellules solaires; les biopiles à flamable ; Récolteuses biothermiques et récolteuses biovibratoires. Ils ont analysé séparément los angeles focus de différents animaux porteurs dans les batteries chimiques sélectionnées. Par exemple, lors de los angeles sélection de los angeles batterie pour insectes volants, en plus de répondre aux exigences électriques de base, il est également nécessaire de prendre en compte le poids et los angeles taille de l’ensemble de los angeles batterie, pour garantir que l’insecte vecteur puisse voler correctement.

Bien que los angeles taille des batteries diminue toujours, les batteries plus petites ne peuvent pas fournir une alimentation proceed aux batteries BHR et des recharges fréquentes affecteront los angeles vie des animaux. Ainsi, certains chercheurs ont commencé à développer des cellules solaires, des biopiles, des récolteurs biothermiques et des récolteurs de bioénergie par vibration pour fournir de l’énergie aux BHR.

Dans los angeles revue, l’équipe donne un bref aperçu des recherches actuelles sur les appareils auto-alimentés pour les BHR. « Les récupérateurs d’énergie peuvent collecter efficacement diverses formes d’énergie de l’environnement ou de l’animal lui-même, ce qui peut permettre aux BHR de fonctionner de manière autonome », a déclaré Zhao.

En regardant vers l’avenir, l’équipe voit cinq défis importants à relever. Le premier est le développement de dispositifs d’alimentation électrique à haute densité de puissance. Ils estiment qu’avec los angeles création de nouveaux matériaux et les progrès de los angeles micro/nanotechnologie, les principales tendances en matière d’amélioration de los angeles densité énergétique en termes de matériaux composites et de conception structurelle à petite échelle sont apparues.

Une deuxième considération est de développer los angeles biocompatibilité des dispositifs d’alimentation électrique pour éviter des réactions immunitaires graves pouvant affecter los angeles durée de vie de l’animal. Le troisième problème concerne les alimentations installées. Grâce à los angeles récolte raisonnable de multiples resources d’énergie environnementales et à l’software de multiples mécanismes de conversion d’énergie, l’efficacité d’utilisation de l’espace des dispositifs d’alimentation électrique peut être efficacement améliorée et los angeles puissance de sortie peut également être augmentée.

Los angeles quatrième considération est los angeles stabilité de l’alimentation électrique, automobile los angeles stabilité à lengthy terme du système d’alimentation électrique est une situation fondamentale pour un contrôle efficace des BHR. Los angeles dernière considération concerne les alimentations électriques respectueuses de l’environnement. Les BHR étant utilisés dans l’environnement naturel, los angeles prise en compte de l’affect des systèmes d’approvisionnement en énergie sur l’environnement constitue un défi essentiel.

« Le domaine de los angeles recherche sur l’alimentation électrique des installations de ressources humaines en est encore à ses balbutiements », a déclaré Zhao. Los angeles plupart des études ont été réalisées uniquement en laboratoire et los angeles manufacturing des récolteurs était inférieure à los angeles demande réelle. En tant que nouveaux robots conceptuels, les BHR ont d’importantes views d’software dans des scénarios futurs, tels que los angeles surveillance des animaux et le sauvetage de los angeles faune.

Le système d’alimentation électrique détermine directement l’software pratique des BHR. Cette étude appelle à ce que davantage de chercheurs puissent se concentrer sur ce domaine et travailler ensemble pour surmonter les défis liés à l’approvisionnement énergétique et promouvoir l’software pratique des principes des droits de l’homme.

Fourni par l’Institut de technologie de los angeles presse de Pékin Co., Ltd.