Zařízení je natolik pružné, že ho můžete nosit jako prsten, náramek nebo jakýkoli jiný doplněk, který se dotýká vaší kůže. Využívá také přirozené teplo člověka - využívá termoelektrické generátory k přeměně vnitřní tělesné teploty na elektřinu.

"V budoucnu chceme být schopni napájet nositelnou elektroniku, aniž by musela obsahovat baterii," řekl Jianliang Xiao, hlavní autor nového článku a docent na katedře strojního inženýrství Paula M. Radyho na Coloradské univerzitě.

Koncept může znít jako z filmového seriálu Matrice Xiao a jeho kolegové nejsou tak ambiciózní: jejich zařízení dokáže generovat přibližně 1 volt energie na každý centimetr čtvereční plochy - méně napětí na plochu, než poskytuje většina stávajících baterií, ale stále dost na to, aby napájelo elektronická zařízení, jako jsou hodinky nebo...fitness trackery.

Vědci již s podobnými termoelektrickými zařízeními experimentovali, ale Xiaoovo zařízení je pružné, při poškození se dokáže samo zacelit a je plně recyklovatelné, což z něj činí čistší alternativu tradiční elektroniky.

"Pokaždé, když používáte baterii, vybíjíte ji a nakonec ji budete muset vyměnit," řekl Xiao. "Na našem termoelektrickém zařízení je dobré to, že ho můžete používat a poskytuje stálou energii."

High tech

Tento projekt není prvním Xiaovým pokusem o spojení člověka s robotem. Se svými kolegy již experimentoval s návrhem "elektronické kůže", nositelného zařízení, které vypadá a chová se velmi podobně jako skutečná lidská kůže. Tato androidní epidermis však musí být pro svou funkci připojena k externímu zdroji energie.

Zatím poslední inovace skupiny začíná základnou z pružného materiálu zvaného polyimin. vědci pak na tuto základnu umístí řadu tenkých termoelektrických čipů a všechny je propojí drátky z tekutého kovu. konečný produkt vypadá jako kříženec plastového náramku a miniaturní základní desky počítače nebo třeba moderního diamantového prstenu.

"Díky naší konstrukci je celý systém roztažitelný, aniž by byl termoelektrický materiál, který může být velmi křehký, příliš namáhán," řekl Xiao.

Představte si, že jste si šli zaběhat. Při cvičení se vaše tělo zahřívá a toto teplo vyzařuje do chladného vzduchu kolem vás. Xiaoovo zařízení tento tok energie zachycuje, místo aby s ní plýtvalo.

"Termoelektrické generátory jsou v těsném kontaktu s lidským tělem a mohou využívat teplo, které by se normálně rozptýlilo do okolí," řekl.

Kostky Lego

Dodal, že tento výkon lze snadno zvýšit přidáním dalších bloků generátoru. V tomto smyslu přirovnává svůj návrh k oblíbené dětské hračce.

"Mohu tyto menší jednotky spojit a získat tak větší celek," řekl. "Je to jako skládat dohromady několik malých dílků Lega a vytvořit tak velkou stavbu. Nabízí to spoustu možností přizpůsobení."

Xiao a jeho kolegové například spočítali, že člověk, který se prochází rychlou chůzí, může pomocí zařízení o velikosti typického sportovního náramku vyrábět přibližně 5 V elektřiny - což je více, než kolik dokáže vyvinout mnoho baterií v hodinkách.

Stejně jako Xiaova elektronická kůže jsou i nová zařízení odolná jako biologická tkáň. Pokud se vám například zařízení roztrhne, můžete přetržené konce přiložit k sobě a ony se během několika minut samy zataví. A když zařízení přestanete používat, můžete ho vložit do speciálního roztoku, který oddělí elektronické součástky a rozpustí polyiminový základ - každýtěchto složek lze znovu použít.

"Snažíme se, aby naše zařízení byla co nejlevnější a nejspolehlivější a zároveň měla co nejmenší dopad na životní prostředí," řekl Xiao.

Přestože se stále objevují konstrukční nedostatky, myslí si, že by se zařízení jeho skupiny mohlo objevit na trhu za pět až deset let. Jen to neříkejte robotům, nechceme, aby dostali nějaký nápad.

Vědecký článek byl publikován v časopise Science Advances, informace poskytla Coloradská univerzita.