Автор: Дарья Колмина
"Питерские заметки", 15.11.2023:
Исследователи из Испании разработали микродвигатели, способные самостоятельно двигаться и очищать сточные воды. В результате этой работы образовывается аммиак. Этот элемент может служить источником экологически чистой энергии. Теперь на базе Университета Гетеборга разработан метод искусственного интеллекта, который будет использоваться для настройки устройств с целью достижения наилучших результатов.
Микродвигатели стали перспективным инструментом для решения экологических проблем, благодаря их способности автономно перемещаться и выполнять специфические задачи. Микродвигатель состоит из трубки из кремния и диоксида марганца, в которой химические реакции приводят к выделению пузырей. Эти пузыри служат двигателем, который запускает движение трубки.
Ученые из Института каталитических исследований Каталонии (ICIQ) создали микродвигатель, покрытый химическим соединением лакказа, которое ускоряет превращение мочевины, содержащейся в загрязненной воде, в аммиак при контакте с двигателем.
"Это интересное открытие. Сегодня станции очистки воды испытывают трудности с очисткой от мочевины, что приводит к эутрофикации воды (насыщению водоёмов биогенными элементами). Это серьезная проблема, особенно в городских районах," - говорит Ребекка Феррер, аспирант доктора Кэтрин Виллы в группе ICIQ.
Преобразование мочевины в аммиак также имеет другие преимущества. Если можно извлечь аммиак из воды, то появляется источник экологически чистой энергии, поскольку аммиак можно превратить в водород.
Однако, ученым предстоит много работы, так как пузыри, образующиеся микродвигателями, представляют проблему для исследователей.
"Нам нужно оптимизировать конструкцию трубок так, чтобы они максимально эффективно очищали воду. Для этого нам нужно понять, как они двигаются и как долго они продолжают работать, но это сложно увидеть под микроскопом из-за пузырьков", - рассказала Феррер.
Однако благодаря искусственному интеллекту, разработанному исследователями Университета Гетеборга, можно оценить движения микродвигателей под микроскопом. Машинное обучение позволяет одновременно отслеживать несколько двигателей, которые находятся в жидкости.
"Если мы не можем следить за работой микродвигателя, мы не можем его развивать. Наш искусственный интеллект хорошо работает в лабораторной среде, где сейчас и проводятся работы," - говорит Харшит Бачиманчи, аспирант физического факультета Университета Гетеборга.
Учёным еще предстоит много работы, включая модификацию метода искусственного интеллекта для работы на масштабе крупных испытаний. "Наша цель - довести двигатели до совершенства," - заключает Бачиманчи.
Микродвигатели стали перспективным инструментом для решения экологических проблем, благодаря их способности автономно перемещаться и выполнять специфические задачи. Микродвигатель состоит из трубки из кремния и диоксида марганца, в которой химические реакции приводят к выделению пузырей. Эти пузыри служат двигателем, который запускает движение трубки.
Ученые из Института каталитических исследований Каталонии (ICIQ) создали микродвигатель, покрытый химическим соединением лакказа, которое ускоряет превращение мочевины, содержащейся в загрязненной воде, в аммиак при контакте с двигателем.
"Это интересное открытие. Сегодня станции очистки воды испытывают трудности с очисткой от мочевины, что приводит к эутрофикации воды (насыщению водоёмов биогенными элементами). Это серьезная проблема, особенно в городских районах," - говорит Ребекка Феррер, аспирант доктора Кэтрин Виллы в группе ICIQ.
Преобразование мочевины в аммиак также имеет другие преимущества. Если можно извлечь аммиак из воды, то появляется источник экологически чистой энергии, поскольку аммиак можно превратить в водород.
Однако, ученым предстоит много работы, так как пузыри, образующиеся микродвигателями, представляют проблему для исследователей.
"Нам нужно оптимизировать конструкцию трубок так, чтобы они максимально эффективно очищали воду. Для этого нам нужно понять, как они двигаются и как долго они продолжают работать, но это сложно увидеть под микроскопом из-за пузырьков", - рассказала Феррер.
Однако благодаря искусственному интеллекту, разработанному исследователями Университета Гетеборга, можно оценить движения микродвигателей под микроскопом. Машинное обучение позволяет одновременно отслеживать несколько двигателей, которые находятся в жидкости.
"Если мы не можем следить за работой микродвигателя, мы не можем его развивать. Наш искусственный интеллект хорошо работает в лабораторной среде, где сейчас и проводятся работы," - говорит Харшит Бачиманчи, аспирант физического факультета Университета Гетеборга.
Учёным еще предстоит много работы, включая модификацию метода искусственного интеллекта для работы на масштабе крупных испытаний. "Наша цель - довести двигатели до совершенства," - заключает Бачиманчи.