پژوهشگران دانشگاه فودان (Fudan University) در چین موفق به ساخت غشای پلیمری بسیار نازکی شده‌اند که با اتصال به کف پای ربات‌های کوچک، به آن‌ها اجازه می‌دهد برق مورد نیازشان را مستقیماً از سطح زیر پای خود تأمین کنند. این فناوری می‌تواند نیاز به باتری‌های سنگین را در ربات‌های مینیاتوری از بین ببرد.
تأمین انرژی همیشه یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها برای ربات‌های میکروسکوپی بوده است. ربات‌هایی که برای کارهای حساسی مانند جست‌وجوی بازماندگان در زیر آوار یا بررسی نقاط غیرقابل‌دسترس در راکتورهای هسته‌ای طراحی می‌شوند.
برای درک بهتر این محدودیت کافی است بدانید یک ربات ۱.۷ گرمی با باتری معمولی تنها حدود دو دقیقه کار می‌کند، در حالی که همان باتری ۹۴ درصد از وزن کل ربات را تشکیل می‌دهد.
در این پژوهش که نتایج آن در مجله National Science Review منتشر شده، محققان یک غشای پلیمری انعطاف‌پذیر با ضخامت تنها ۱۳۵ میکرومتر را به‌عنوان راه‌حل معرفی کرده‌اند.
این غشا که مستقیماً روی کف پای ربات قرار می‌گیرد، هنگام تماس با سطوحی مانند آلومینیوم، روی یا سیلیکون، عملکردی شبیه به یک باتری الکتروشیمیایی پیدا می‌کند.به‌محض تماس پا با این سطوح، فلز الکترون آزاد می‌کند و غشا با استفاده از رطوبت و اکسیژن موجود در هوا، واکنش را کامل کرده و برق تولید می‌کند. با برداشتن قدم و جدا شدن پا از سطح، تولید انرژی متوقف می‌شود.
نتایج آزمایش‌های این سیستم چشمگیر بوده است. یک ربات خزنده کوچک (با ابعاد ۶.۷ در ۵.۷ سانتی‌متر) مجهز به این غشا توانست به‌صورت متناوب طی ۱۵۰ روز بیش از ۱۰ هزار گام بردارد، بدون اینکه افت ولتاژ قابل‌توجهی را تجربه کند.
این ربات در نهایت از مرز یک میلیون گام عبور کرد و برای تمام این مسیر، تنها حدود ۲ گرم آلومینیوم مصرف کرد.
این غشای چسبنده عملکرد خود را در بازه دمایی منفی ۲۰ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد حفظ می‌کند و به ربات اجازه می‌دهد از صفحات فلزی شیب‌دار نیز بالا برود. در طول آزمایش، انرژی تولیدشده برای روشن نگه‌داشتن یک فرستنده بلوتوث و یک چراغ LED روی ربات کافی بود.
با این حال، این فناوری هنوز بی‌نقص نیست. این غشا نمی‌تواند از سطوحی مثل پلاستیک، شیشه و خاک یا حتی بافت‌های زنده انرژی دریافت کند.
محققان برای حل موقت این مشکل، یک ابرخازن کوچک روی ربات نصب کرده‌اند تا انرژی لازم برای عبور از این سطوح را تأمین کند. مشکل دوم، فرسایش الکترولیت داخلی در تماس با دی‌اکسیدکربن هواست؛ به‌طوری‌که در طول آزمایش‌ها، محققان مجبور بودند ترکیب هیدروکسید پتاسیم را به‌صورت دستی به سیستم اضافه کنند.
این دستاورد گام مهمی در توسعه پوست‌های مصنوعی چندمنظوره به شمار می‌رود. اگر پژوهشگران بتوانند چالش فرسایش الکترولیت را برطرف کنند، در آینده‌ای نزدیک ربات‌های مینیاتوری می‌توانند بدون نیاز به تعویض باتری، برای مدت‌های طولانی در شبکه‌های تهویه، لوله‌های صنعتی و تأسیسات هسته‌ای به کاوش و جمع‌آوری داده بپردازند.
