Gedankenlesen durch Schneckenstreicheln
schwere Lasten über Stock und Stein transportiert. Aber Big Dog bekommt seine Kraft durch einen Verbrennungsmotor, der so laut ist, dass sich vielleicht ein Laubsauger in ihn verliebt, aber keine Roboterdame von Welt.
Am praktikabelsten, um Roboter mit Strom zu versorgen, damit sie nicht dauernd irgendwo tanken gehen müssen, wären vermutlich auch in Zukunft Batterien, und besonders beliebt sind im Moment Lithium-Akkus.
FACT BOX | Lithium-Akku
Lithium-Akkus haben einerseits eine hohe Energiedichte, und andererseits zeigen sie auch keinen Memory-Effekt. Sie können also immer wieder geladen und entladen werden, ohne dass es schädliche Folgen gibt. Wie aber funktionieren solche Lithium-Akkumulatoren?
Im Prinzip geht es um ein Ungleichgewicht von Ladungen. An einem Pol der Batterie gibt es viele Elektronen (Minuspol), am anderen Pol gibt es wenige Elektronen (Pluspol). Befinden sich an den Polen gleich viele Elektronen, dann ist der Akku entladen. Je höher der Ladungsunterschied ist, umso höher ist die Spannung und umso stärker möchten die Elektronen zum anderen Pol wandern. Je mehr Elektronen tatsächlich von einem Pol zum anderen fließen, desto stärker ist der Strom.
Bei einem Lithium-Akku besteht der Minuspol aus Graphit und der Pluspol aus Kobalt und Sauerstoff. Das Lithium ist im Graphit
gespeichert. Der Graphit hat diese Atome aufgesogen wie ein Schwamm. Lithium ist ein sehr kleines Atom, es kann im richtigen Milieu sogar durch Metall
wandern. Kommt nun ein elektrischer Verbraucher, so gibt das Lithium Elektronen am Minuspol ab, damit befinden sich dort viele Elektronen. Sie stehen
dem Verbraucher zur Verfügung. Gleichzeitig werden aus den Lithium-Atomen nun Lithium-Ionen. Ihnen fehlt je ein Elektron, sie sind positiv geladen. Deshalb wandern sie nun allmählich hin zu dem Bereich, in dem sich das Kobalt und der Sauerstoff befinden.
Befinden sich alle Lithium-Ionen im Kobalt-Sauerstoff-Bereich, also dem Pluspol, dann ist der Akku entladen.Das Raffinierte ist nun, dass man die Lithium-Ionen wieder zurücktreiben kann. Dazu ist es nur notwendig, Strom durch den Akku zu schicken. Die Elektronen am Pluspol drängen die Lithium-Ionen wieder in den Kohlenstoff zurück, das braucht allerdings auch etwas Zeit.
Nun kann man anstelle von Graphit oder Kobalt auch andere Metalle oder chemische Verbindungen verwenden. Das führt dazu, dass es die unterschiedlichsten Typen von Lithium-Akkus gibt, die auch unterschiedliche elektrische Eigenschaften aufweisen.
Natürlich gibt es noch viele andere Typen von Batterien, anders als bei Computerprozessoren ist bei Batterien aber keine rasante Entwicklung zu erwarten. Das Problem ist die sogenannte Energiedichte. Darunter versteht man die Energie, die ein Stoff pro Masse freisetzen kann. Ein Lithium-Ionen-Akku hat eine Energiedichte von 0,5 Megajoule pro Kilogramm (MJ/kg), der Sprengstoff Trinitrotoluol besitzt eine Energiedichte von 4 MJ/kg, selbst die stärksten Sprengstoffe, die es gibt, erreichen „nur“ den Wert 7 MJ/kg, während Benzin eine Energiedichte von 43 MJ/kg hat. Sieger in diesem Ranking wäre die Kernspaltung, spaltbares Material bringt 90.000.000 MJ/kg auf die Waage. Werden Roboter in Zukunft also mit Kernreaktoren laufen? Immerhin gibt es ja keine Menschen mehr, die sie zu einer Energiewende zwingen möchten.
Leider können Roboter nicht mit Kernreaktionen angetrieben werden, das ist technisch nicht sinnvoll. Die Elektronik von Robotern reagiert sehr problematisch auf Strahlung, man müsste also wieder viel Blei investieren, um den Roboter vor seinem Antrieb zu schützen, und damit würde die Energiedichte dramatisch sinken. Da kann man gleich Lithium-Akkus nehmen, und die werden einigermaßen so bleiben, wie sie sind. Wegen der Energiedichte. Würde man die erhöhen, was technisch wohl ginge, besäße ein Akku in ein paar Jahren eine so hohe Energiedichte, dass er gefährlich wäre wie Sprengstoff. Und einem Roboter, der zukünftig bereits ein Bewusstsein entwickelt hätte, wäre es sicherlich genauso unangenehm, in die Luft zu gehen, wie uns heute.
Natürlich gibt es auch nachhaltigere Vorschläge. Ein Modell namens Slugbot hat die Aufgabe, Schnecken zu entdecken und diese mit einem Greifarm in einen Behälter zu stecken. Wenn seine Batterien fast aufgebraucht sind, würde der Roboter zurück zur Ladestation fahren und die Schnecken einer Fermentierungskammer übergeben. Der Plan ist, dass in dieser Kammer Bakterien die Schnecken
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