RÔBOT Ă NÔ NHIỄM (JONATHAN ROSSITER – NHÀ RÔBOT HỌC)

Một phần của tài liệu Những câu chuyện hay về hóa học phần 1 (Trang 113 - 119)

RÔBOT HỌC)

Xin chào mọi người, tôi là kỹ sư và tôi chế tạo rô bốt. Tất nhiên, tất cả các bạn đều biết rô bốt là gì? và nếu không biết, bạn có thể lên Google và hỏi Google, rô bốt là gì? Hãy làm thế đi nó. Đây là những gì chúng tôi nhận được trên Google. Bạn sẽ tìm thấy rất nhiều kiểu dáng robot khác nhau ở đây, nhưng hầu hết chúng đều có cấu trúc giống con người và chúng đều trông thông thường, bởi vì chúng có nhựa, chúng có kim loại, chúng có động cơ, bánh răng, v.v. Một số robot trông thân thiện, bạn có thể đến và ôm chúng. Và một số trông không được thân

thiện cho lắm, giống như chúng xuất phát từ bộ phim Kẻ hủy diệt. Trên thực tế, chúng có thể thực sự đến từ Kẻ hủy diệt. Với những robot này, bạn có thể làm rất nhiều điều thú vị.

Nhưng tôi muốn tập trung vào một loại rô bốt khác - tôi muốn tạo ra một loại rô bốt khác. Những thứ truyền cảm hứng cho tôi trông không giống như con người chúng ta, chúng trông như thế này. Đây là những sinh vật sinh học tự nhiên có thể làm được rất nhiều điều thú vị mà cả chúng ta và những người máy hiện tại không thể làm được. Một số điều tuyệt vời mà chúng có thể làm bao gồm đi bộ xung quanh trên mặt đất; ra vườn và ăn hoa màu; leo cây; ra vào nước; bắt và tiêu hóa côn trùng, v.v. Vì vậy, những gì họ có thể làm là thú vị. Chúng được sinh ra, chúng thở, chúng chết đi và chúng cũng lấy thức ăn từ môi trường tự nhiên. Đây là điều mà các robot hiện tại của chúng tôi không thể làm được. Vì vậy, sẽ thật tuyệt nếu chúng ta có thể đưa một số đặc tính này vào các robot của tương lai để giải quyết một số vấn đề thực sự thú vị phải không? Dưới đây là một số vấn đề về môi trường mà chúng ta có thể áp dụng các khả năng và kỹ năng mà các loài động thực vật này có để giải quyết chúng.

Hãy xem xét hai vấn đề môi trường. Tất cả đều do con người gây ra - đó là một số hậu quả không mấy tốt đẹp khi con người tương tác với môi trường. Vấn đề đầu tiên liên quan đến áp lực dân số. Sức ép của dân số thế giới đòi hỏi nông nghiệp phải sản xuất nhiều cây trồng hơn. Để làm được điều này, người nông dân cần sử dụng ngày càng nhiều hóa chất trên đất của họ. Họ sử dụng phân bón, nitrat, thuốc trừ sâu - tất cả những thứ giúp thúc đẩy cây trồng, nhưng điều đó cũng có những tác động tiêu cực. Một trong những tác động tiêu cực là nếu bón nhiều phân vào ruộng, cây trồng không hấp thụ hết phân. Rất nhiều phân bón tồn tại trong đất, và khi trời mưa, các chất hóa học này sẽ chảy vào mạch nước ngầm. Dọc theo mạch nước ngầm, vào suối, hồ, sông, và cuối cùng là ra đại dương. Khi những hóa chất này, nitrat, đi vào môi trường, các sinh vật sống trong môi trường đó sẽ bị ảnh hưởng - như tảo. Tảo thích nitrat, nó thích phân bón, vì vậy nó hấp thụ các hóa chất này. Khi gặp điều kiện thích hợp, tảo nở hoa, tạo ra hàng đống tảo mới. Đây được gọi là tảo nở hoa. Vấn đề là, khi tảo sinh sôi như vậy, chúng sẽ làm cạn kiệt oxy trong nước. Một khi oxy cạn kiệt, các sinh vật khác trong nước không thể tồn tại. Vậy chúng ta làm gì sau đó?

Chúng tôi đang cố gắng tạo ra một robot ăn tảo, có thể ăn tất cả các loại tảo và an toàn.

Đây là vấn đề đầu tiên. Vấn đề thứ hai, cũng là công việc của con người, đó là ô nhiễm dầu. Động cơ của chúng ta, tàu thuyền của chúng ta, thải ra dầu. Đôi khi tàu chở dầu đổ chất chứa trong thùng xuống biển, và dầu chỉ trôi xuống biển. Sẽ thật tuyệt nếu chúng ta có thể sử dụng những con rô bốt có thể ăn nhiễm dầu phải không? Đó là những gì chúng tôi đang làm. Những gì chúng tôi đang làm là rô bốt ăn chất ô nhiễm.

Để thực sự chế tạo robot này, chúng tôi đã lấy cảm hứng từ hai sinh vật. Hình bên phải là một con cá mập voi. Cá mập voi là một loài cá mập lớn và nó không phải động vật ăn thịt, vì vậy bạn có thể bơi cùng nó, như thế này. Cá mập voi bơi trên mặt nước với miệng mở, thu thập các sinh vật phù du. Đồng thời tiêu hóa thức ăn và sinh ra năng lượng trong cơ thể để tiếp tục các hoạt động. Vậy, liệu chúng ta có thể tạo ra một con robot như thế này – lướt trong nước như một con cá mập và ăn các chất ô nhiễm không? Sau đó, chúng ta hãy xem nếu chúng ta có thể làm điều đó. Ngoài ra, chúng tôi lấy cảm hứng từ một sinh vật khác. Bức ảnh này là một con cà cuống. Cà cuống thực sự rất dễ thương. Khi bơi, nó tự đẩy mình về phía trước bằng đôi chân giống mái chèo.

Sau đó, chúng tôi lấy điểm mạnh của cả hai và kết hợp chúng để tạo ra một loại robot mới. Trên thực tế, vì lấy cảm hứng từ con cà cuống và robot của chúng tôi ngồi trên mặt nước và chèo về phía trước, chúng tôi gọi nó là "row-robot". Vì vậy, 1 row-robot chèo là rô bốt chèo. OK, vậy nó trông như thế nào? Đây là một số hình ảnh. Bạn thấy đấy, nó không giống với con rô bốt mà chúng ta đã thấy lúc đầu. Vì vậy, Google đã sai, robot không giống như những gì họ nói, robot trông như thế này.

Tôi có một row-robot ở đây. Tôi sẽ đưa nó cho bạn xem để bạn hình dung về kích thước của nó, và nó trông không giống bất kỳ con rô bốt nào khác. Đó là nhựa. Bây giờ chúng ta hãy xem xét các thành phần của row-robot - điều gì làm cho nó trở nên đặc biệt.

Row-Robot được tạo thành từ ba phần, giống như bất kỳ sinh vật sống nào. Nó có một bộ não, một cơ thể và một cái dạ dày. Nó cần dạ dày để sản xuất năng lượng. Tất cả các row-robot đều có ba bộ phận này, giống như bất kỳ sinh vật sống nào cũng có chúng. Hãy xem xét từng cái một. Nó có một thân, một cơ thể làm bằng nhựa, và nó có thể ngồi trên mặt nước. Chân chèo ở bên cạnh đây - giúp robot di chuyển, giống như một con cà cuống. Cơ thể của nó bằng nhựa, nhưng có các miệng bằng cao su mềm. Có một cái miệng khác ở đây, và nó có hai cái miệng. Tại sao có hai miệng? Một cái cho thức ăn vào, cái kia cho thức ăn ra ngoài. Vì vậy, bạn có thể thấy, nó có miệng, nó có mông, hoặc nơi bài tiết. Giống như những sinh vật thực sự. Vì vậy, nó bắt đầu giống một chút giống như con cá mập voi. Vì vậy, những gì tôi vừa nói là cơ thể của row-robot.

Bộ phận thứ hai là dạ dày.Chúng ta cần cung cấp năng lượng cho robot, và chúng ta cần giải quyết vấn đề ô nhiễm. Vì vậy, các chất ô nhiễm đi vào từ đây, robot sẽ xử lý nó, và có một pin ở giữa, được gọi là pin nhiên liệu vi sinh. Tôi đặt cái này xuống và nhặt pin nhiên liệu lên. Nó không phải là pin, nó không phải là một hệ thống cung cấp điện truyền thống, nó là cái này - dạ dày của nó. Nó thực sự là một dạ dày. Bởi vì bạn có thể đặt năng lượng dưới dạng chất ô nhiễm ở đây, và nó tạo ra điện. Vậy đây là gì?

Nó được gọi là pin nhiên liệu vi sinh vật. Nó giống như một tế bào nhiên liệu hóa học. Bạn có thể đã thấy nó trong trường học, hoặc trong tin tức. Pin nhiên liệu hóa học sử dụng hydro và oxy, kết hợp cả hai để tạo ra điện. Đây là một công nghệ đã được sử dụng trong chương trình vũ trụ Apollo, tức là cách đây bốn mươi hoặc năm mươi năm. Nhưng loại này tương đối mới, đây là pin nhiên liệu vi sinh vật. Nguyên tắc giống nhau: Một mặt là oxy, mặt kia là một hỗn hợp. Có các vi sinh vật sống trong hỗn hợp. Nếu bạn lấy một số vật liệu hữu cơ - đó có thể là một loại rác thải, thức ăn hoặc một chút bánh sandwich của bạn - và cho vào đó, vi khuẩn sẽ ăn nó và biến thực phẩm đó thành điện năng. Không chỉ vậy, với những loại vi sinh phù hợp, bạn có thể sử dụng pin nhiên liệu vi sinh để xử lý một số chất ô nhiễm. Nếu chọn đúng loại vi sinh, vi sinh đó có thể ăn tảo; nếu sử dụng một loại vi sinh khác, nó có thể ăn ete dầu mỏ và dầu thô. Vì vậy, bạn thấy làm thế nào để sử dụng dạ dày này để không chỉ xử lý chất ô nhiễm, mà còn tạo ra điện từ chất ô nhiễm. Vì vậy, robot này di chuyển xung

quanh môi trường, ăn thức ăn trong dạ dày của nó, tiêu hóa thức ăn nó ăn, tạo ra điện, sử dụng điện để tiếp tục di chuyển trong môi trường, v.v.

Nó trông như thế nào khi chèo thuyền. Đây là một số video. Hành động đầu tiên bạn nhìn thấy - hy vọng mọi người có thể nhìn thấy nó, row-robot mở miệng. Mặt trước và mặt sau đều mở, và nó tiếp tục mở miệng đủ rộng, sau đó rô bốt bắt đầu lao về phía trước. Nó di chuyển trong nước, đưa thức ăn vào và thải chất thải ra ngoài. Khi đã di chuyển đủ, nó dừng lại, ngậm miệng - từ từ - và chỉ ngồi đó và bắt đầu tiêu hóa thức ăn.

Vi sinh vật có mặt. Những gì bạn thực sự muốn là nhận được nhiều năng lượng từ những vi khuẩn này, và càng sớm càng tốt. Nhưng chúng ta không thể buộc các vi khuẩn chỉ tạo ra một lượng điện cực nhỏ mỗi giây, tính bằng miliwatt hoặc microwat. So sánh sự phát điện này. Giống như điện thoại của bạn, một cái gì đó hiện đại như thế này. Khi sử dụng điện thoại, nó tiêu thụ khoảng một watt điện. Vì vậy, điện thoại di động sử dụng năng lượng gấp một nghìn lần hoặc một triệu lần so với pin nhiên liệu vi sinh vật. Vậy ta phải làm sao? Sau khi row-rô bốt đã tiêu hóa thức ăn, khi đã ăn hết thức ăn, nó sẽ ngồi đó và đợi đến khi thức ăn được tiêu hóa. Điều đó sẽ mất hàng giờ, thậm chí vài ngày. Chu trình làm việc điển hình của row-rô bốt diễn ra như sau: mở miệng, di chuyển, ngậm miệng, ngồi ở đó, v.v. Khi thức ăn đã được tiêu hóa, bạn hãy thực hiện lại thao tác tương tự. Nhưng hãy nhìn xem, đây không phải là một sinh vật thực sự sao? Giống như những gì chúng tôi làm. Tối thứ bảy, chúng ta đi chơi, mở miệng, no căng bụng, ngồi trước TV, tiêu hóa. Cảm thấy xong, tôi lặp lại điều tương tự. Chà, nếu chu kỳ này là may mắn,

Có đủ năng lượng còn lại vào cuối chu kỳ để làm việc khác, chẳng hạn như gửi tin nhắn văn bản. Chúng ta có thể nhắn tin và nói: "Gần đây tôi đã ăn quá nhiều chất ô nhiễm" hoặc "Tôi gặp phải thứ này gần đây" hoặc "Đây là vị trí hiện tại của tôi". Có thể nhắn tin "đây là vị trí hiện tại của tôi" là rất, rất quan trọng. Hãy tưởng tượng hình ảnh nước mà bạn nhìn thấy trước đó, hoặc tảo. Bạn thực sự muốn gửi row-rô bốt tới đó để ăn tất cả các chất gây ô nhiễm, và sau đó bạn phải lấy chúng trở lại. Tại sao? Bởi vì những row-robot ở đây, có động cơ, dây và các thành phần không phân hủy sinh học của riêng chúng. Row-Robot hiện

tại bao gồm pin độc hại, v.v. và bạn không thể để chúng ở ngoài môi trường, vì vậy bạn phải theo dõi vị trí của chúng. Sau khi hoàn thành công việc, chúng phải được tái chế. Điều này giới hạn số lượng bot có sẵn. Mặt khác, nếu robot của bạn giống một sinh vật sống, thì vào cuối vòng đời của nó, nó sẽ chết và suy thoái. vì thế, sẽ tốt biết bao nếu những con robot này không được làm bằng nhựa như hiện tại mà bằng những vật liệu khác, những vật liệu bị phân huỷ và biến mất khi ném ra ngoài? Điều đó sẽ thay đổi cách chúng ta sử dụng robot. Thay vì đưa 10, 100 rô bốt vào môi trường và phải truy tìm chúng và lấy lại chúng khi chúng chết, hãy đặt 1.000, một triệu, một tỷ rô bốt và cứ để chúng phân tán xung quanh môi trường theo ý muốn. Bạn biết chúng sẽ xuống cấp vào cuối cuộc đời mà không cần lo lắng về việc tái chế chúng. Điều đó sẽ thay đổi cách bạn nghĩ về rô bốt và cách bạn sử dụng chúng. Câu hỏi đi kèm với nó: Bạn có thể làm được không?

Có, chúng tôi đã chứng minh rằng bạn cũng có thể làm được. Bạn có thể chế tạo robot phân hủy sinh học. Điều thực sự thú vị là bạn có thể sử dụng những

nguyên liệu thô hàng ngày để chế tạo ra chú robot phân hủy sinh học này. Tôi sẽ chỉ cho bạn một vài điều, bạn có thể ngạc nhiên. Bạn có thể làm ra những con rô bốt từ thạch. Vì vậy, thay vì động cơ hiện tại, bạn có thể tạo ra một thứ gọi là cơ nhân tạo. Cơ nhân tạo là một vật liệu thông minh mà khi bạn tiếp thêm năng lượng, nó sẽ co lại, uốn cong hoặc xoắn lại và trông giống như một cơ thật. Vì vậy, thay vì sử dụng động cơ, tốt hơn bạn nên sử dụng cơ nhân tạo. Bạn có thể tạo cơ nhân tạo từ thạch. Thêm một ít muối vào thạch và khuấy với nó, và bạn đã có một cơ bắp nhân tạo. Chúng tôi cũng đã chứng minh điều đó bằng giấy,

Làm cho dạ dày của một tế bào nhiên liệu vi sinh vật. Vì vậy, toàn bộ robot có thể được làm từ vật liệu phân hủy sinh học. Vứt bỏ chúng và chúng sẽ tự biến chất. Nó vô cùng thú vị.

Điều này sẽ thay đổi hoàn toàn cách chúng ta nghĩ về robot. Và nó cũng cho phép bạn sáng tạo và đưa ra nhiều cách sử dụng hơn cho rô bốt. Tôi đưa ra một ví dụ. Nếu bạn có thể tạo ra một con robot từ thạch - mọi người đều ăn thạch, phải không? Chà, tại sao không làm điều đó? Robot gấu Gummy. Ở đây, tôi đã chuẩn bị một ít. Chà, tôi có một cái túi - Tôi có một cái màu chanh. Tôi sẽ ăn

con gấu kẹo dẻo này - đây không phải là rô bốt, và chúng ta sẽ phải giả vờ trước. bạn đang làm gì để sử dụng nó cho? Cho nó vào miệng - vị chanh rất ngon. Đừng nhai quá kỹ, robot có thể không thích. Sau đó nuốt. Sau đó, nó đi vào dạ dày của bạn. Khi đã vào trong dạ dày, nó sẽ di chuyển, suy nghĩ, xoay người, uốn cong, xoay người và xoay vòng. Và sau đó đi kiểm tra ruột của bạn để xem bạn có bị loét hoặc ung thư hay không, có thể sẽ được tiêm hoặc một cái gì đó tương tự. Bạn biết rằng nó sẽ được dạ dày tiêu hóa sau khi hoàn thành công việc của mình. Hoặc, nếu bạn không muốn, nó có thể đi qua các chuyển động trong cơ thể bạn, rơi vào bồn cầu và phân hủy một cách an toàn trong môi trường. Vì vậy, một lần nữa, điều này sẽ thay đổi cách chúng ta nghĩ về robot. Chúng tôi bắt đầu với những robot có thể ăn chất ô nhiễm, Cho đến khi một con robot có thể bị chúng ta ăn. Tôi hy vọng nó mang lại cho bạn một số cảm hứng để xem cách chúng ta có thể sử dụng robot của tương lai.

Một phần của tài liệu Những câu chuyện hay về hóa học phần 1 (Trang 113 - 119)

Tải bản đầy đủ (DOCX)

(146 trang)
w