Industrieroboter könnten Metall essen, um sich selbst mit Strom zu versorgen

Eine grundlegende Verlagerung der Fertigung zeichnet sich ab, sagen einige. Hier betreiben Roboter alle Elemente unserer zukünftigen Fabriken.

Die Maschinen werden mit gehirnkopierender künstlicher Intelligenz betrieben und übernehmen nicht nur Herstellungsprozesse, sondern auch Logistik, Planung und andere Aufgaben der Lieferkette, die früher vom Menschen ausgeführt wurden. Diese Zukunftsvision sieht einen industriellen Arbeitsplatz vor, an dem mit dem Internet verbundene Maschinen den Menschen imitieren und die Aufgaben präziser, schneller und billiger als der Mensch erledigen.

Und das menschlich kopierende Element endet möglicherweise nicht dort. Forscher der University of Pennsylvania schlagen vor, dass Roboter auch wie Menschen fressen könnten.

Roboter werden “Metall für Energie essen”, so ein in veröffentlichter Nachrichtenartikel. Die Vision der Forscher für einen „Metall-Luft-Aasfresser“ könnte eines der Probleme zukünftiger Fabriken lösen, die das Internet der Dinge ermöglichen. Dieses Dilemma besteht darin, ein Gerät mit Strom zu versorgen, das sich bewegt, ohne Masse und Gewicht hinzuzufügen, wie dies durch Hinzufügen sperriger Batterien der Fall ist.

Laut den Forschern der University of Pennsylvania besteht die Antwort darin, elektromechanisch nach Energie von den Metalloberflächen zu suchen, die ein Roboter oder ein IoT-Gerät durchquert, um so mithilfe einer chemischen Reaktion gewonnenes Material in Strom umzuwandeln.

„Roboter und Elektronik extrahieren Energie aus großen Mengen energiedichten Materials, ohne das Material an Bord tragen zu müssen“, sagen die Forscher in einem Artikel, den sie in ACS Energy Letters veröffentlicht haben.

Es wäre wie „Metall essen, seine chemischen Bindungen für Energie abbauen, wie es Menschen mit Lebensmitteln tun“. Batterien brechen wiederholt und bilden chemische Bindungen.

Die Forschung verweist auf die Dichotomie zwischen Computer und Energiespeicher. Computing eignet sich gut für die Miniaturisierung, und die Prozessoren wurden schrittweise verkleinert, während die Leistung gestiegen ist, der Akkuspeicher jedoch nicht. Sie benötigen eine größere Batterie für mehr Energie.

Selbst wenn Schwärme von Industrierobotern die Größe von Insekten haben (ich habe über die Möglichkeit geschrieben), gibt es ein Problem bei der Stromversorgung der Nano-Geräte – die erforderliche Größe der Stromquelle würde das Objekt der Miniaturisierung besiegen.

Die Batterie allein könnte das Gerät zerquetschen, und selbst wenn dies nicht der Fall wäre, würde die Maschine aufgrund der Batteriemasse übermäßig viel Energie benötigen, um sich zu bewegen. Dieses Rätsel ist einer der Gründe, warum die IoT-Entwicklung einen Schwerpunkt darauf legt, Wege zu finden, um Energie in der Umgebung zu gewinnen.

Bei Umgebungsleistung – wie sie beispielsweise bei Sonnenenergie oder potenziell bei Magnetismus zu finden ist – kommt jedoch die Leistungsdichte ins Spiel. Hier kann die Erntetechnologie nicht genug Energie aus der Umwelt ziehen oder sie arbeitet so langsam, dass sie nicht so energieeffizient ist wie herkömmliche Batterien.

Betritt den metallfressenden Roboter. Die Ernteform der Forscher der University of Pennsylvania repliziert effizient eine Batterie mit hoher Leistungsdichte. Metall ist dichter als die Batteriechemie.

Die Gruppe führt ihre Nahrungssuche mit einem vom Roboter gezogenen Hydrogelelektrolytschwamm durch. Es verwendet eine Kathode, die über die Oberfläche gezogen wird, um Stromstärken aus der Metallbrennstoffquelle wie Stahl oder Aluminium zu extrahieren.

“Unsere Leistungsdichte ist zehnmal besser als die der besten Erntemaschinen, so dass wir gegen Batterien antreten können”, sagte James Pikul, Assistenzprofessor am Institut für Maschinenbau und angewandte Mechanik der Universität von Pennsylvania und einer der Artikel Autoren, in der Medium Post. “Es verwendet Batteriechemie, hat aber nicht das damit verbundene Gewicht, weil es diese Chemikalien aus der Umwelt entnimmt.”

Diese Methode ist laut Pikul möglicherweise auch besser als die vorhandene Lithium-Ionen-Batteriechemie.

“Eines Tages muss ein Roboter, der seine Batterien aufladen muss, nur noch etwas Aluminium zum” Essen “finden”, sagte Pikul.

Der Roboter ist zwar letztendlich ein besserer Arbeiter als der Mensch, aber ein unordentlicher Esser. Während es das Metall oxidiert, über das es läuft, hinterlässt es laut Artikel eine „mikroskopisch kleine Rostschicht“.