Matrix roztaczał przed nami ponurą wizję świata, w której to komputery czerpały energię elektryczną z biobaterii, czyli ludzi uwięzionych w specjalnych kapsułach. Po wielu latach od premiery filmu naukowcy stworzyli komputer, który czerpie energię elektryczną z ludzi sinic zamkniętych w specjalnych kapsułach. W ten oto sposób powstał pierwszy na świecie komputer zasilany fotosyntezą. Chociaż warto zaznaczyć, że demonem prędkości, to on nie jest.
Komputer zasilany fotosyntezą
I chociaż brzmi to absurdalnie i brzmi jak kolejny projekt, który powstał tylko dlatego, że mógł, to rozwiązanie to wcale nie jest aż tak oderwane od rzeczywistości. Wszystko dlatego, że cały układ, czyli komputer i sinice ma wymiary zbliżone do dwóch baterii AA. Jest to więc naprawdę małe urządzenie, którego jednak lepiej nie chować do kieszeni — ciemność nie sprzyja fotosyntezie.
Jak już jednak napisałem we wstępie, jego wydajność nie powala. Komputer zasilany fotosyntezą to bowiem jednostka, której mózgiem jest procesor oparty na pojedynczym rdzeniu ARM Cortex M0+ — czyli jest zbliżony budową do RP 2040. I chociaż teoretycznie PC na Raspberry Pi Pico powstawały, to na pewno zasilanie przez sinice się nie nadaje do tego typu projektów.
Komputer zasilany fotosyntezą – ale jak?!
No dobrze, ale zanim odpowiemy sobie na pytanie po co, to musimy wyjaśnić sobie jakim cudem można pozyskać energię elektryczną z sinic. Przecież te nie wytwarzają prądu elektrycznego, prawda? Otóż nie prawda. W badaniu wykorzystano dość powszechnie występujący gatunek sinic, czyli Synechocystis. Jeśli kiedykolwiek sinice zepsuły Ci pobyt nad morzem… to nie są one. Te żyją tylko w słodkich wodach.
Zobacz też: Miniaturowa klawiatura BB Q20 na RP 2040 pasuje do smartfona
Ważniejsze jest jednak to, że ten konkretny gatunek podczas fotosyntezy wytwarza minimalny, ale wystarczający do zasilania tak prostego komputera prąd elektryczny. Co więcej, generowana energia jest niezwykle stabilna. Czysto teoretycznie więc komputer będzie działał tak długo, jak długo będzie miał dostęp do światła — albo sinice nie padną. I no cóż, nie padły od ponad roku, a komputer wciąż działa.
Byliśmy pod wrażeniem tego, jak konsekwentnie system działał przez długi czas — myśleliśmy, że może przestanie działać po kilku tygodniach, ale on po prostu działał.
– Powiedział dr Paolo Bombelli z Wydziału Biochemii Uniwersytetu w Cambridge, pierwszy autor pracy.
Komputer zasilany fotosyntezą — a komu to potrzebne? A dlaczego?
Jak na razie mamy jedną zaletę takiego układu: całkowita bezobsługowość zestawu. Dopóki sinice mają światło, to komputer będzie działał. A jeśli ma autostart i zapisuje swoje postępy, to nocne przerwy nie są żadnym problemem. Gdzie to jednak znajdzie swoje zastosowanie? No cóż: najlepiej sprawdzi się to w przypadku urządzeń IoT, które wymagają bardzo niewielkiej energii do działania, ale dostarczanej przez długi czas.
Zobacz też: Chonky Palmtop – UMPC z Raspberry Pi i ergonomiczną klawiaturą
Co więcej, według naukowców komputer zasilany fotosyntezą jest bardzo łatwo zbudować z powszechnie dostępnych, tanich i nadających się do recyklingu materiałów — ot, zielona energia pełną gębą. I to nie tylko dlatego, że sinice są zielone. Dlaczego to tak ważne? Otóż baterie litowo-jonowe są zbyt drogie, jak na takie zastosowania, oraz… toksyczne. Sinice natomiast nie mogą skazić środowiska, a przynajmniej nie te z małego pojemniczka, kiedy dookoła jest ich znacznie więcej. Pamiętajmy także, że akumulatory litowo-jonowe trzeba w jakiś sposób ładować. Sinic ten problem nie dotyczy.
Rozwijający się Internet Rzeczy potrzebuje coraz więcej energii i naszym zdaniem będzie ona musiała pochodzić z systemów, które mogą ją generować, a nie tylko magazynować jak baterie. Nasze urządzenie fotosyntetyczne nie wyczerpuje się tak jak bateria, ponieważ stale wykorzystuje światło jako źródło energii.
— Powiedział profesor Christopher Howe z Wydziału Biochemii Uniwersytetu w Cambridge, współautor pracy.
Komputer zasilany fotosyntezą – ale czy tylko mały?
Tu oczywiście pojawia się pytanie: czy da się uzyskać efekt skali, w którym duże, płaskie akwaria stworzone z myślą o sinicach stałyby się zamiennikami paneli fotowoltaicznych? Sam pomysł brzmi niezwykle ciekawie i pewnie wielu z Was się nasunął podczas czytania tego tekstu. Nie należy jednak wybiegać zbyt daleko z pomysłami tego typu. Pamiętajmy, że Cortex-M0+ przy najniższej wydajności zużywa zaledwie 11,2µW energii elektrycznej na każdy MHz taktowania procesora, a nigdzie nie podano częstotliwości pracy tego układu. Tym samym naładowanie smartfona wymagałoby niebotycznych ilości sinic.
Źródło: Tomshardware, silabs, TechSpot