Maszyny parowe wracają: te roboty są napędzane gotującą się wodą

Spis treści

1. Maszyny parowe – bohaterki rewolucji przemysłowej
2. Nowe innowacyjne roboty na parę

Świat maszyn parowych definitywnie skończył się już niemal sto lat temu. Mechanika oparta na przemianie ciepła parującej wody w ruch przegrała z nowszymi, bardziej wydajnymi technologiami. Ale przecież wciąż działa. Zapomniane maszyny parowe powracają w zupełnie nowej odsłonie. Inżynierowie z Portugalii użyli pary do napędzania nowatorskich, małych robotów. Efekty okazały się przynajmniej obiecujące.

Maszyny parowe – bohaterki rewolucji przemysłowej

W silnikach parowych wykorzystywano zjawisko przemiany fazowej. To proces zmiany stanu skupienia, np. poprzez parowanie, skraplanie, krystalizację lub krzepnięcie oraz topnienie, sublimację i resublimację. W maszynie parowej energia cieplna gorącej pary wodnej zamieniana była na energię kinetyczną, poruszającą np. lokomotywę, pompę czy statek.

Maszyny parowe odegrały kluczową rolę w rewolucji przemysłowej, zapoczątkowanej w XVIII wieku w Wielkiej Brytanii. Były szeroko stosowane w przemyśle, transporcie oraz górnictwie. Szczyt popularności osiągnęły w XIX wieku, rewolucjonizując gospodarki wielu krajów.

Wraz z początkiem XX wieku zaczęły tracić na znaczeniu. Powodem było wynalezienie wydajniejszych, mniejszych i tańszych silników spalinowych i elektrycznych. Epoka maszyn parowych zakończyła się definitywnie w połowie XX wieku. Dziś są już tylko eksponatami muzealnymi lub ciekawostką.

Jednak inżynierowie z Portugalii prawdopodobnie dadzą im drugie życie, choć w nowej odsłonie. W artykule opublikowanym na łamach Nature Communications prezentują innowacyjne małe roboty, napędzane energią pary wodnej.

Nowe innowacyjne roboty na parę

Zespół badaczy z Uniwersytetu w Coimbrze w centralnej Portugalii opracował nowatorski rodzaj miękkich siłowników do robotów, wykorzystujących przemianę fazową wody – od cieczy do pary – do generowania ruchu. W przeciwieństwie do tradycyjnych siłowników, które często wymagają dużych zewnętrznych układów pneumatycznych, wysokiego napięcia lub egzotycznych materiałów, nowe rozwiązanie bazuje po prostu na wrzącej wodzie. Dzięki zastosowaniu spiralnej grzałki i wody system jest prosty, tani, bezpieczny i łatwy w skalowaniu.

Robociki portugalskich inżynierów działają pod niskim napięciem (już od 24 V), generują siły przekraczające 50 N i osiągają tempo zwiększania ciśnienia nawet do 100 kPa/s. Wyjątkowość projektu polega też na modułowej budowie: grzałka, komora robocza i miękka obudowa są oddzielne, co pozwala na tworzenie różnych maszyn, wykonujących różne ruchy (liniowe, zginające itp.). Moduły wykonano z ogólnodostępnych materiałów, na drukarce 3D.

Zbudowano kilka typów robocików na parę: biomimetyczną dłoń, miękki chwytak oraz czworonożnego „Bixo”, który porusza się po drzewach. Czy to nowa gałąź rozwoju robotyki? Czas pokaże.

Źródło: Nature Communications

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.