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May 31, 2023

太陽光発電で小型ながら強力な水洗浄ロボットを推進

L’energia solare consente ai robot di svolgere compiti come la pulizia dei porti

太陽光発電により、ロボットが港の清掃やその他の環境関連の仕事に就きます。

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2022年ワールドカップで勝利を収めたばかりのアルゼンチンは現在、南米とカリブ海周辺の水路におけるプラスチック汚染という大規模な問題への取り組みに向けて準備を進めている。 この国の一流学術機関であるラプラタ国立大学は、Recyclamar Pampa Argentina 社と提携して、自走式水洗浄ロボットに太陽光発電を導入しました。

新しい太陽光発電プロジェクトでは、Recyclamar Pampaの廃棄物管理の専門家と同大学の電子制御・信号処理研究所が連携し、自律制御システムなどの業務を担当した。

ロボットに自律動作を与えることは、オーダーメイドのモデル、制御、搭載センサーのアルゴリズムの適用を含む複雑なエンジニアリングの偉業でした。

このロボットは、マイクロプラスチック粒子や炭化水素、ペットボトルやその他の浮遊ゴミなどの浮遊廃棄物を捕捉するように設計されています。 この装置は、水面下、約 40 センチメートル (15 インチ強) の深さまで、水中に沈んだ浮体にも到達できます。

河川、ラグーン、港では浮遊ゴミの多くが集まる場所であるため、表層水および表層近くの水域に焦点を当てる決定が下されました。

エンジニアリングは複雑な作業でしたが、コンセプトは比較的シンプルです。 ルンバに似ていますが、太陽光発電を搭載しています。

電子工学研究所のフアン・ルイス・ロセンド博士は、「動作は家庭用ロボット掃除機に似ていますが、液体媒体や外乱が発生する港や河川などの構造化されていない環境での移動に困難を伴います」と説明しています。が存在し、ロボットの制御から補償できなければなりません。」

他のすべてが同じであれば、水洗浄ロボットにはガソリンまたはディーゼル エンジン、あるいはおそらく圧縮天然ガスまたは水素燃料電池が装備されていた可能性があります。

しかし、ロボットの環境目的を考慮すると、化石エネルギーはスターターではありませんでした。

燃料電池は、水素燃料が通常天然ガスから供給されることを除いて、ゼロエミッションの乗り物を提供するであろう。 アルゼンチンは、新興のグリーン水素市場で主導的な地位を獲得しようとしている国の一つだが、近い将来もガスが主流を占めるだろう。

たとえグリーン水素が利用可能だったとしても、水洗浄ロボットには太陽光発電の方が適しているでしょう。その理由の一部は、ソーラーパネルがデバイスの視認性の高いショーケースとなるからです。

さらに、太陽光発電を利用すれば、水上ロボットは電源を入れるために給油所に戻る必要がなくなります。

アルゼンチンの新しい水洗浄ロボットは、太陽光発電と環境作業を実行するロボット装置を組み合わせた一例にすぎません。 特に興味深いニュースの 1 つは、米国の新興企業 Aigen が、400 万ドルのシードマネーをポケットに入れて、「農業と土壌再生のための拡張性の高い太陽光発電ロボット プラットフォーム」の導入に向けて準備を進めているということです。

このシードラウンドは、AgFunder、Global Founders Capital、ReGen Ventures とともに世界的な資本会社 NEA が主導して、昨年 1 月に行われました。

再生型農業は、土壌の健康を維持し改善することに焦点を当てた一連の原則です。 再生技術は何世代にもわたって大規模農業の周縁に残っています。 炭素隔離への関心が突然高まったことで、土壌再生への投資による収益が向上しました。これが、世界の農業業界の主要企業が突然耳を澄ました理由の説明になっています。

Big Ag の角度は Aigen のビジネス モデルによく適合します。 Aigen ロボットは、太陽光発電の雑草たたき機以上に、化学添加物を削減または排除するだけでなく、大型の土を叩き込む機械の必要性も削減または排除します。

「アイジェン社の技術は、クラス最高のAIとロボット工学を活用して、人類の最大の問題のいくつかに洗練された解決策を提供します。彼らの製品は、地球規模で大量の大気中の炭素を隔離するという自然の超能力を解き放ちます」とNEAパートナーのアンドリュー・ショーン氏は説明した。

アイジェン氏は、土壌に埋め込まれた炭素の60～75％が農地で「失われた」ことを示すIPCCの研究を引用している。

農業は、カーボンネガティブモードで利益を上げて運営できる可能性のある数少ない産業の一つである、とアイジェンの共同創設者リッチ・ウーデン氏は指摘する。彼の経歴にはテスラのモデルS、X、3に携わったことも含まれている。

よく考えて、太陽光発電とロボットにこだわってみましょう。 太陽光発電とロボットの分野におけるもう 1 つの興味深い新開発には、地上設置型の実用規模の太陽光発電所を設計する新しいアプローチが含まれます。 アリゾナ州の新興企業 Erthos は、太陽電池パネルを地面の上にさまざまな角度でフレームに設置するのではなく、太陽電池パネルを地面に直接平らに配置する、ロボットに優しい新しい PV 方式を考案しました。

Erthos 社は、同社の Earth Mount Solar の利点として、「資本コストの削減、地下設置のリスクの排除 (鋼杭基礎なし)、複雑な可動部品の不要 (モーター、ギア、アクチュエーター、ダンパーなど)、1 台当たりの出力密度の向上」が挙げられると述べています。 (地表被覆率が 90% 以上で、エーカーあたり平均 114% のエネルギー利得が得られます)、DC ワイヤの引っ張り、MC4 コネクタの現場結線、ケーブルタイを排除する独自のラミネート PV ケーブル アセンブリによる簡素化された設置プロセス、フィールドのラベル付け、およびワイヤ管理タスク。」

それはかなりの一口です。 話題がメンテナンスに移るとき、ロボットが登場します。 太陽光発電設備を塵や破片から守ることは、太陽電池アレイにとって重要な運用上の特徴です。 雨の多い気候では特に問題になりませんが、世界の多くの地域では、太陽光発電事業者は清掃コストを考慮する必要があります。

Erthos の PV アレイの平らで密に詰まった設計は、水を使わないロボット掃除機を効率的に使用するための新たな機会を生み出します。 ロボットは、パネルを移動しながらデータを収集するように設計されており、問題の早期トラブルシューティングに役立ちます。

もちろん、太陽光発電とロボットについて語るには、1958 年のバンガード衛星の打ち上げ以来、さまざまなロボット装置に電力を供給する太陽光発電の革新の初期段階を促進してきた NASA についての言及なしには語れません。

1970 年代の月面探査車はバッテリーを動力源としていた。 1990 年代初め、火星任務の取材を行う探査車には PV パネルが装備されており、それ以来、太陽光発電は火星にその名を刻んできた。

太陽光発電を搭載したオポチュニティ探査車は、2019年に火星からの最後の悲劇的な通信を放送したと言われ、人々の琴線に触れた。 オポチュニティさんは 15 年間にわたってその地形を調査していました。

今年は、インサイトローバーがシールドを納入する番でした。 12月19日、NASAはInSightが反応しなくなったと報告した。 このロボットは、ひどい砂嵐の後、数か月間電力供給の低下に悩まされていた。

「…インサイトは運用終了に達したのではないかと推測される」とNASAはやや悲観的な報告をした。 「何がエネルギーの変化を引き起こしたのかは不明です。ミッションが最後に宇宙船と接触したのは2022年12月15日でした。」

おそらく次の火星ミッションには、ほうきと手拭きを備えた救助ロボットが含まれることになるだろう。

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写真提供: ラプラタ国立大学提供のソーラーパネルを備えた水洗浄ロボット。

ティナは、軍事および企業の持続可能性、先端技術、新興材料、バイオ燃料、水および廃水問題を専門としています。 表明された見解は彼女自身のものです。 Twitter @TinaMCasey と Spoutible で彼女をフォローしてください。

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