В рамках программы NanoTera исследователи из EPFL вместе с другими институтами разработали робота-угря, который плавает по поверхности воды и ищет источники загрязнения. Робот, названный Envirobot, оснащен химическими, физическими и биологическими датчиками и имеет длину около 1,5 метров. Он перемещается по воде, как водная змея, что не создаёт взбалтывания воды и не мешает обитателям водоёма. Датчики отправляют данные на компьютер в режиме реального времени.
Недавнее испытание на Женевском озере включало моделирование загрязнения воды. Растворяя соль на небольшом участке недалеко от берега, учёные изменяли проводимость воды (с повышением минерализации вода становится более проводящей). Робот успешно отобразил вариации проводимости и создал температурную карту. В долгосрочной перспективе цель обнаруживать тяжелые металлы, такие как ртуть и другие загрязняющие вещества.
Робот состоит из множества модулей, каждый из которых содержит небольшой электродвигатель для изгиба, что позволяет ему плавно перемещаться по воде. Модульная конструкция позволяет инженерам изменять составные части робота и при необходимости изменять его длину.
Некоторые из модулей содержат датчики проводимости и температуры, а в других — крошечные сложные камеры, которые наполняются водой, когда плавает робот. Эти камеры содержат миниатюрные биологические датчики, в которых размещаются бактерии, мелкие ракообразные, либо клетки рыб. Датчики работают, наблюдая, как эти организмы реагируют при контакте с водой, тем самым указывая на наличие определенных ключевых загрязнителей и токсичности воды в целом. Датчики уже доказали свою эффективность в лабораторных экспериментах.
«Например, мы разработали бактерии, которые генерируют свет при воздействии очень низких концентраций ртути. Мы можем обнаружить эти изменения с помощью люминометров, а затем передать данные в виде электрических сигналов », — говорит Ян Роелоф ван дер Меер, координатор проекта и заведующий кафедрой фундаментальной микробиологии в Лозаннском университете.
Другой метод предполагает использование двух отсеков, заполненных Дафнией (крошечные ракообразные), которые постоянно перемещаются. В один отсек попадает анализируемая вода, а в другом содержится чистая вода. «На движение Дафнии влияет токсичность воды. Сравнивая изменения в их движении относительно контрольной группы, мы можем понять, насколько токсична вода», — говорит ван дер Меер. И третий метод заключается в выращивании рыбных клеток непосредственно на электродах. Когда токсины присутствуют, клетки нарушают связь между собой. Это прерывает поток электричества, что легко обнаружить.
На данный момент команда проекта проверила только датчики проводимости и температуры в полевых условиях. Испытания остальных датчиков запланированы на это лето в искусственных условиях.
Оригинал (eng) ???? http://actu.epfl.ch/news/pinpointing-sources-of-water-pollution-with-a-robo/
Видео (eng) ???? https://www.youtube.com/watch?v=lcsZxJiy5Cg
Автор статьи Laure-Anne Pessina Автор фото Alain Herzog
