Sommario
L’evoluzione dell’Internet delle cose (IoT) sta portando a una previsione futuristica: entro il 2035, oltre un trilione di nodi autonomi saranno integrati in tutte le attività umane, alimentando un enorme database centrale senza bisogno di intervento umano. Tuttavia, con il 71% della superficie terrestre coperta dall’acqua, gli ambienti acquatici presentano sfide ambientali e logistiche critiche. Per affrontare queste sfide, la DARPA ha avviato il programma “Ocean of Things”.
La tecnologia innovativa dei “Bug” autosufficienti
Un team della Binghamton University, composto dal Professore Seokheun “Sean” Choi, Anwar Elhadad, e la studentessa di dottorato Yang “Lexi” Gao, ha sviluppato un “bug” meccanico autosufficiente che può scivolare sull’acqua, promettendo di rivoluzionare la robotica acquatica. Questa innovazione utilizza la tecnologia delle biobatterie alimentate da batteri, che è risultata più affidabile in condizioni avverse rispetto ai sistemi di energia solare, cinetica o termica.
Le biobatterie sfruttano un’interfaccia Janus, idrofila su un lato e idrofobica sull’altro, che permette l’ingresso di nutrienti dall’acqua e li trattiene all’interno del dispositivo per alimentare la produzione di spore batteriche. In condizioni favorevoli, i batteri si trasformano in cellule vegetative e generano energia, mentre in condizioni sfavorevoli, come il freddo o la mancanza di nutrienti, tornano allo stato di spore, estendendo così la vita operativa del dispositivo.
Potenzialità e applicazioni
Le ricerche del team hanno mostrato una generazione di energia vicina a 1 milliwatt, sufficiente per operare i movimenti meccanici del robot e per alimentare sensori che monitorano dati ambientali come la temperatura dell’acqua, i livelli di inquinamento, i movimenti di navi commerciali e aerei, e i comportamenti degli animali acquatici. Questa capacità di movimento autonomo rappresenta un significativo miglioramento rispetto ai sensori “smart float” attuali, che sono ancorati in un unico posto.
Prospettive future
Il prossimo passo per perfezionare questi robot acquatici è testare quali batteri siano più efficaci nella produzione di energia in condizioni oceaniche stressanti. Utilizzando cellule batteriche comuni, il team ha già dimostrato che la combinazione di più specie batteriche può migliorare la sostenibilità e la potenza. L’uso dell’apprendimento automatico potrebbe aiutare a trovare la combinazione ottimale di specie batteriche per migliorare la densità di potenza e la sostenibilità.
