O echipă de cercetători, din cadrul Universității din Liverpool, și-a propus să găsească un nou catalizator chimic care ar putea accelera procesul de extracție a hidrogenului din apă, un domeniu de cercetare cu aplicații în energia verde și alte industrii, precum mașinile alimentate cu hidrogen. La începutul activității științifice, aceștia știau faptul că experimentele vor implica foarte multă muncă.
Pentru a identifica un nou catalizator, aceștia trebuiau să realizeze milioane de experimente posibile, așa că au dorit să dezvolte o modalitate alternativă pentru a-și atinge obiectivul. Ce ar putea fi mai bun decât un robot chimist?
„Scopul nostru este reprezentat de automatizarea proceselor complexe”, a explicat prof. Andrew Cooper, conducătorul echipei de cercetători pentru dezvoltarea robotului.
Robotul chimist a fost construit dintr-un robot mobil KUKA. Acesta are acces la o hartă a laboratorului, pentru a-i permite să se deplaseze în siguranță în cadrul acestuia, iar viteza sa este limitată la 0,5 m/s.
Pentru a se deplasa, acesta utilizează o combinație de senzori cu scanare laser, similari cu sistemul LIDAR utilizat de mașinile autonome, și feedback tactil, ceea ce înseamnă că poate funcționa în întuneric. De fapt, robotul poate funcționa șapte zile pe săptămână, timp de 21,5 ore pe zi, făcând doar o pauză pentru a-și încărca bateria.
În timp ce brațul robotului poate transporta o greutate de până la 14 kg, experimentele pentru identificarea catalizatorului au necesitat manipularea unor greutăți mult mai ușoare.
„Un raft cu flacoane de substanțe pline are o masă de 580 g”, însă capacitatea de manipularea a obiectelor grele ar putea fi utilă doar în cazul anumitor procedee, precum deschiderea și închiderea ușilor anumitor echipamente.”
După ce parametrii de bază au fost setați de către cercetători, robotul a fost lăsat să aleagă cea mai bună variantă dintre cele 98 de milioane de experimente posibile.
În doar opt zile a finalizat 688 de experimente diferite și a identificat noi amestecuri de fotocatalizatori, care erau de șase ori mai active decât predicțiile inițiale ale oamenilor de știință.
”Este necesară o zi pentru configurarea robotului, apoi acesta poate realiza 1.000 de experimente de unul singur”, a declarat Prof. Andrew Cooper.
„Inițial, un experiment de fotocataliză, realizat manual, dura o zi”, a declarat Cooper. „Acum, este nevoie de o zi pentru a configura robotul, care poate îndeplini 1.000 de experimente de unul singur sau, probabil, mai multe dacă îi oferim consumabilele necesare.”
Dimensiunile sale, similare cu cele umane, facilitează poziționarea în laboratoarele deja existente, fără a fi nevoie de modificarea acestora, însă cercetătorii nu au proiectat robotul pentru a înlocui oamenii de știință. În schimb, Cooper susține faptul că oamenii și roboții pot colabora la îndeplinirea sarcinilor, în special atunci când automatizarea unui întreg proces de producție ar fi prea costisitoare.
Robotul chimist nu prezintă costuri mai mici decât salariul unui angajat uman. „Roboții mobili de acest gen costă între 50.000 și 150.000 de lire sterline, în funcție de specificațiile acestora”, a declarat Cooper.
„Acest fapt ar putea părea scump, dar, spre exemplu, cromatograful de gaze, un instrument comun în cercetarea chimică, utilizat pentru măsurarea producției de hidrogen, se încadrează în același interval. De asemenea, nu este neobișnuit ca laboratoarele de chimie să aibă echipamente care costă peste 500.000 de lire sterline.”
Următorul pas al lui Cooper este de a face robotul mai inteligent. „În exemplul pe care l-am publicat, robotul nu are niciun concept despre ceea ce este chimia. În viitor, dorim să integrăm un creier artificial în cadrul robotului. Astfel, robotul ar putea lua decizii care se bazează pe impulsurile chimice, precum și pe rezultatele obținute.”
Alți asistenți robotici
Robotul pește SoFi
O echipă de cercetători, din cadrul Institutului de Tehnologie Massachusetts, a construit un robot care imită mișcările peștilor adevărați, înotând alături de animale marine pentru a le analiza.
SlothBot
Acest robot este cunoscut pentru ritmul său lent de deplasare, consumul scăzut de energie și poziționarea acestuia în copaci. SlothBot ajută la conservarea naturii, prin monitorizarea animalelor și plantelor din Grădina Botanică, din Atlanta.
Spot
Robotul Spot este utilizat în mine, pe șantierele de construcții, în asistență medicală și chiar în cadrul Cirque du Soleil. Acesta este abil, adaptabil și autonom, având o arie largă de aplicații.