В фильме «Матрица» роботы выращивали людей для генерации из них энергии, и что-то подобное предлагают ученые. Ученый Луиджи Катакуззено из Университета Перуджиа использовал яйцо лягушки в качестве батарейки для микроробота.
Ученый говорит, что живые клетки сами по себе являются аккумуляторами энергии – они сохраняют и передают электрический заряд в виде ионов. «Обычно энергия клетки используется для ее нормальной физиологической работы, – говорит Катакуззено. – Нейроны используют эту энергию для передачи сигналов, мышцы – для сокращения».
Интересными в качестве батарейки живые клетки делает их способность самостоятельно пополнять заряд, в отличие, от, например, литий-ионной технологии. Источником химической энергии является пища, которую потребляет организм, где живет эта клетка.
Катакуззено с командой показал, что некоторую часть этой энергии можно взять для заряда электрического конденсатора. Последний можно потом использовать, например, для питания передачи радиосигнала. Также подобная система может стать источником питания для перспективного типа роботов – медицинских микроботов, циркулирующих в живом организме. С подобным решением их не придется заряжать от внешнего источника.
Одна клетка выдает очень небольшое количество энергии, по сравнению с потребностями повседневной электроники. Ученым удалось добыть около 1,1 нановаттов – это означает, что для работы единого светодиода понадобится около десяти миллионов клеток. После зарядки конденсатора в течение 13 минут его энергия составила 16 наноампер-часов. Чтобы уравнять заряд со стандартной батарейкой АА, нужно около 100 миллионов клеток.
Но многим приборам достаточно даже существующего уровня энергии. «Подумайте про диабетиков, которые вынуждены прокалывать кожу по несколько раз в день, – говорит один из соразработчиков Шед Раунде из Университета Юты. – Если можно получать свежие данные об уровне глюкозы в крови каждые 30 минут, это будет значительное улучшение». Разработанный Катакуззено концепт можно использовать, например, для питания имплантированного в вену сенсора уровня сахара в крови. Он также подойдет для обеспечения энергией эндоскопов нового поколения.
