Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) mühendisleri, hücre boyutunda, otonom robotların enerji ihtiyaçlarını karşılayacak kadar küçük ve etkili bir batarya tasarladı. Bu yeni teknoloji, insan vücuduna ilaç taşıyan robotlar ya da gaz boru hatlarındaki sızıntıları tespit eden cihazlar gibi birçok alanda devrim yaratabilir. Saç teli kalınlığında batarya
Mühendisler tarafından geliştirilen bu “çinko-hava batarya”, bir kum tanesinden daha küçük olup, sadece 0,1 milimetre uzunluğunda ve 0,002 milimetre kalınlığında, yani bir insan saçının kalınlığına eşdeğer. Bu minik batarya, havadan oksijen alarak çinko maddesini oksitlemekte ve 1 volt potansiyelinde bir akım üretmekte. Bu enerji miktarının küçük bir devreyi, sensörü ya da aktüatörü çalıştırmak için yeterli olduğu belirtiliyor.
MIT Kimya Mühendisliği Bölümü’nde öğretim üyesi olan Michael Strano, bu yeniliğin robotik alanında önemli bir dönüm noktası olacağını belirtiyor. Strano’nun laboratuvarı, yıllardır çevresel uyarıcılara tepki verebilen küçük robotlar üzerinde çalışıyor. Ancak bu tür robotların geliştirilmesindeki en büyük zorluk, yeterli enerji kaynağının sağlanmasıydı. Diğer araştırmacılar, güneş enerjisiyle çalışan mikroskobik cihazlar geliştirmişti, ancak bu cihazların sürekli olarak bir lazer veya ışık kaynağına bağlı olması gerekiyordu.
Strano, daha bağımsız robotlar geliştirmek için laboratuvarında çinko-hava bataryalar kullanmayı tercih etti. Çinko-hava bataryalar, yüksek enerji yoğunluğu sayesinde uzun ömürlü olmalarıyla bilinir ve genellikle işitme cihazlarında kullanılır. Ekibin tasarladıkları batarya, mikroelektronik için yaygın olarak kullanılan SU-8 adlı bir polimer şeridine gömülü platin elektroda bağlı bir çinko elektrottan oluşuyor. Bu elektrotlar havadaki oksijen molekülleriyle etkileşime girdiğinde, çinko oksitleniyor ve platin elektroda akan elektronları serbest bırakarak bir akım oluşturuyor.
Araştırmada, bu bataryanın bir aktüatörü (çalışma özelinde bir robot kolunu) çalıştıracak kadar enerji sağlayabildiği gösterildi. Ayrıca, bataryanın elektriksel dirençlerini çevresel kimyasallara göre değiştiren sensörler gibi bileşenleri de çalıştırabileceği kanıtlandı.
Hedef: insan vücuduna enjekte edilebilen robotlar
Bu çalışmada araştırmacılar bataryalarını harici bir cihaza bağlamak için bir kablo kullandılar, ancak gelecekteki çalışmalarında bataryanın bir cihaza dahil edildiği robotlar yapmayı planlıyorlar.
Bu çalışmalar, insan vücuduna enjekte edilebilecek, belirli bir hedefe ulaştığında ilaç salabilen küçük robotların tasarlanmasını içeriyor. Vücutta kullanılacak bu cihazların, ihtiyaç kalmadığında kendiliğinden parçalanabilecek biyouyumlu malzemelerden yapılması öngörülüyor. Araştırmacılar ayrıca bataryanın voltajını artırarak yeni uygulamalara kapı açmayı hedefliyor. Ancak bataryanın potansiyelini tam olarak gerçekleştirebilmesi için mevcut robotik teknolojilerle entegre edilebilmesini sağlayacak uyumlu sistem ve arayüzlerin geliştirilmesi gerekiyor.