Ученые из Бристольской лаборатории ботов Англии сказали, что им удалось сделать 1-ый макет искусственного «сердца», которое приводится в действие мускулами при помощи микробиологических топливных частей (MFCs), приобретенных из людской мочи, и сделанное при помощи 3D принтера.
Эта искусственная помпа базирована на физических принципах структуры и функций сердца и все еще находится на шаге доработки. Ученые проявили, что привод производит 33 поочередных срабатываний при помощи только 2 мл свежайшей мочи и способен создавать до 3,5 вольт.
Целью исследования было не создание протеза для человека либо животных, а разработка био помпы для грядущего поколения энергетически автономных ботов («EcoBots»), способных работать стопроцентно на базе собранных отходов, превращая их в электричество. Механическое сердечко работает на базе технологии микробиологических топливных частей, которые позволяют использовать живы бактерии, переваривающие органическое сырье химического элемента, чтоб конвертировать биохимическую энергию в электричество. EcoBots употребляют MFCs для генерации энергии, нужной для их функционирования, и могут делать полезные задания, включая передвижение, зондирование среды и поддержание беспроводной связи с отдаленной станцией.
Устройство было протестировано, а результаты показывают потенциал искусственного привода сердечных сокращений, невзирая на то, что ученые также признают, что эффективность преобразования энергии в 0,11% является очень низкой. «Но это 1-ый макет, доказавший эффективность собственной концепции, в собственном роде, сейчас еще не было проведено исследование в отношении того, как его можно усовершенствовать, чтоб прирастить эффективность», — отмечают ученые.
Искусственный привод сердцебиения. Сжимающаяся область изготовлена из силиконового слепка в 3D печатной форме.Фото: Уолтерс и др. Центр исследования печати и Бристольская лаборатория роботов©2013 IOP Publishing Ltd
В собственном проекте ученые соединили исследование и дизайн, 3D печать, смарт-материалы и энергетических автономных ботов. В производстве первого макета привода «искусственного сердцебиения» ученые использовали фотополимерную струйную 3D печать от Stratasys, чтоб сделать крепкие структурные и механические составляющие. Полый корпус и крышка привода сделаны из крепкой смолы для 3D печати Objet Fullcure 720. Та же разработка и материал были использованы, чтоб сделать слепок, в каком была сотворен сжимающийся участок из силиконового эластомера.
Во 2-ой версии ученые использовали мягенький резиноподобный материал для 3D печати TangoPlus от Stratasys. Создание компонент из мягеньких эластомеров при помощи 3D печати имело преимущество – не надо было создавать слепок, также делать литье.
Ученые сделали 4 поколения EcoBots за последние 10 лет, любой из которых работает на базе генерирующих электроэнергию микробиологических топливных частей, что предполагает внедрение живых микробов, чтоб переваривать отходы органических веществ и создавать электроэнергию.
Группа получила грант в размере $100000 от Фонда Билла и Мелинды Гейтс на продолжение работы. Их будущее исследование будет ориентировано на повышение эффективности устройства, также исследование его использования в последующем поколении ботов, работающих на базе MFC.