Ο σχεδιασμός του ρομπότ βασίζεται στο χρυσόμηλο σαλιγκάρι της Χαβάης (Pomacea canaliculate) ή σαλιγκάρι μήλου με κανάλια, το οποίο είναι ένα είδος μεγάλου σαλιγκαριού γλυκού νερού με βράγχια που χρησιμοποιεί την κυματιστή κίνηση του ποδιού του για να επηρεάζει την επιφανειακή ροή του νερού και να απορροφά τα επιπλέοντα σωματίδια τροφής.
Επί του παρόντος, οι πλαστικές συσκευές σάρωσης μικροσωματιδίων βασίζονται κυρίως σε συρόμενα δίχτυα ή σε ιμάντες μεταφοράς για τη συλλογή και την αφαίρεση μεγαλύτερων πλαστικών υπολειμμάτων από το νερό, αλλά δεν λειτουργούν στη λεπτή κλίμακα που απαιτείται για την ανάκτηση μικροπλαστικών. Τα μικροσκοπικά σωματίδια πλαστικού που δεν συλλέγονται μπορεί να καταποθούν και να καταλήξουν στους ιστούς των θαλάσσιων οργανισμών, εισχωρώντας έτσι στην τροφική αλυσίδα επηρεάζοντας τελικά και τον άνθρωπο.
Τα πλαστικά απόβλητα αποτελούν το 80% του συνόλου της θαλάσσιας ρύπανσης, με 8 έως 10 εκατομμύρια μετρικούς τόνους πλαστικού να καταλήγουν στον ωκεανό κάθε χρόνο, σύμφωνα με το Οικονομικό και Κοινωνικό Συμβούλιο των Ηνωμένων Εθνών.
«Εμπνευστήκαμε από τον τρόπο που αυτό το σαλιγκάρι συλλέγει σωματίδια τροφής στη διεπαφή νερού και αέρα για να κατασκευάσουμε μια συσκευή που θα μπορούσε ενδεχομένως να συλλέξει μικροπλαστικά στον ωκεανό ή σε οποιαδήποτε υδάτινη επιφάνεια», δήλωσε ο Sungwan Jung, καθηγητής στο Τμήμα Βιολογικής και Μηχανικής Περιβάλλοντος στο College of Agriculture and Life Sciences (CALS) και ανώτερος συγγραφέας μιας μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications.
{https://youtu.be/vyisNKCrLRQ?si=AkQrh9pvB8XlvKwk}
Η πρωτότυπη συσκευή θα πρέπει να κλιμακωθεί για να είναι πρακτική σε πραγματικό περιβάλλον. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν 3D εκτυπωτή για να εκτυπώσουν ένα εύκαμπτο φύλλο που μοιάζει με χαλί, ικανό να κυματίζει. Μια ελικοειδής δομή στην κάτω πλευρά του φύλλου περιστρέφεται σαν τιρμπουσόν προκαλώντας τον «χορό» του χαλιού και τον κυματισμό του νερού.
Η ανάλυση της κίνησης του ρευστού ήταν το κλειδί για αυτήν την έρευνα. «Χρειαζόμασταν να κατανοήσουμε τη ροή του υγρού για να χαρακτηρίσουμε τη συμπεριφορά άντλησης», είπε ο Jung. Το σύστημα άντλησης υγρών του σαλιγκαριού είναι ανοιχτό στον αέρα. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι ένα παρόμοιο σύστημα με κλειστή αντλία που χρησιμοποιεί ένα σωλήνα για να αναρροφά νερό και σωματίδια, θα απαιτούσε υψηλή ενέργεια για να λειτουργήσει. Από την άλλη πλευρά, το ανοιχτό σύστημα που μοιάζει με του σαλιγκαριού είναι πολύ πιο αποτελεσματικό. Για παράδειγμα, το πρωτότυπο, αν και μικρό, λειτουργεί με μόνο 5 βολτ ηλεκτρικής ενέργειας ενώ εξακολουθεί να ρουφάει αποτελεσματικά νερό. Λόγω του βάρους μιας μπαταρίας και του κινητήρα, οι ερευνητές σκέφτονται τώρα να συνδέσουν μια συσκευή επίπλευσης στο ρομπότ για να μην βυθιστεί.
