To know that which before us lies in daily life is the prime wisdom.
认清我们日常生活中所面对的一切,便是首要的智慧。
——弥尔顿
“仿真机器人通过模拟人体进食与消化的化学过程,实现食物到自身可用能量的转化,其核心是一套精准可控的化学能—电能转化体系,全程依赖定向催化反应与电化学氧化还原过程。”
卡士手握铅笔,在白纸上勾画:
“这样————当食物进入仿生口腔后,机械结构对其进行破碎、研磨,增大接触面积,微型成分传感器快速完成组分筛查,将可代谢有机物——碳水化合物、脂肪、蛋白质,与不可代谢杂质——无机残渣、难降解纤维分离。
可降解组分进入仿生消化腔后,腔体内负载的纳米贵金属催化剂,如铂、钯纳米颗粒,与模拟生物酶——人工合成的淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶协同作用,启动定向水解与降解反应:
碳水化合物发生糖苷键断裂的水解反应,逐步降解为葡萄糖等单糖小分子,脂肪在脂肪酶催化下发生酯键水解,生成脂肪酸——RCOOH与甘油——C3H8O3,蛋白质则通过肽键水解,降解为氨基酸,含氨基——-NH2与羧基——-COOH的小分子化合物,这些降解产物作为后续电化学反应的核心燃料。”
他偏过头:“能理解吗?”
“能能能——”
卡琳娜背着手谦卑地站在他身边:“学霸你继续——”
“上述小分子燃料被定向输送至仿生生物燃料电池模块,在电池阳极发生氧化反应:葡萄糖在酸性催化体系中被氧化为二氧化碳与水,反应式可表示为C6H12O6 6H2O —> 6CO6 24H 24e-。
该过程中葡萄糖分子中的碳元素化合价升高,发生氧化反应,释放出电子与质子——H ;电子通过外电路形成稳定直流电,为机器人机体运动、计算与感知系统提供即时电能,质子则通过电池内部的质子交换膜,迁移至阴极,与从空气中捕获的氧气发生还原反应,反应式为……O2 4H 4e- —> 2H2O,氧气被还原为-2价氧,与质子结合生成水,整个电化学过程实现了食物中储存的化学能向电能的高效转化,能量转化效率可达40%-60%。”
“转化生成的电能,一部分直接供给机体各功能模块,多余部分则通过电化学储能反应,存入柔性固态储能单元,如锂-有机电池——备用,该储能过程伴随电极表面的氧化还原反应,实现电能向化学能的暂时储存,类比人体脂肪的储能功能。
整个供能过程中,机器人同步通过电热膜发热与反应废热回收,维持36.5摄氏度左右的仿生体温,呼吸模拟则通过氧气摄入——为阴极还原反应提供原料——与二氧化碳排出——阳极氧化反应产物实现,模拟□□循环的冷却液则带走电化学反应与机械运转产生的多余热量;不可利用的无机残渣与难降解物质,经暂存、低温干燥处理后,以无菌固态粉末形式排出,全程遵循化学转化的定向性与可控性,在功能与行为上高度还原生物的进食、消化与代谢闭环,其本质是一系列串联的催化水解、电化学氧化还原及能量转化反应的协同作用。”
他哔哩吧啦一口气讲了一大堆:
“理论中的 ‘催化水解—>电化学氧化’是串联反应,反应速率较慢,无法满足瞬时高能耗需求。”
时凛指了指草稿纸上密密麻麻的反应方程:
“单糖、脂肪酸等小分子燃料的输送效率有限,阳极氧化反应的电子转移速率无法匹配高强度活动的电能需求,不会出现 ‘动力不足’的情况吗?”
“哇哦。没想到你竟然也知道这个——我以为你们只是写代码的草包呢。”
卡士笑了:
“会呀,难道真的有可能让一套模拟消化系统还原出与人类相匹敌的性能吗?”
“将 “催化水解’ 与 ‘电化学氧化’部分重叠进行,食物破碎后同步启动初步水解,无需等待完全分离即可输送至燃料电池模块,反应延迟从 5-10 分钟缩短至 2-3 分钟。”
他在纸上画了个圈:“这样呢?”
时凛点头,认可了他的想法。
卡士的嘴像机关枪一样动个不停,哈希一边捕捉关键词,一边无聊得昏昏欲睡,他索性趴下了,打了个哈欠。
“认真听。”
卡士冷声提醒,接着又开始一刻不歇地讲解“酸碱中和”“生物酶”什么的。
“你现在制成的以高纯钛合金作为主体的支撑骨架,整体轻量化且强度极高,抗腐蚀、抗形变、生物相容性优异,能长期稳定支撑机体运转;但钛合金本身导热性差、密度相对偏高,长期高负荷动作易造成局部应力累积,且材料成本与加工难度较大,维修替换不便。”
学霸声音平淡:
“为优化钛合金骨架的不足,可采用钛合金蜂窝中空结构 碳纤维复合增强设计,在保证强度的同时进一步降低自重与密度;骨架内部预留微型液冷通道,改善钛合金导热差的问题,避免高负荷动作下局部应力与热量堆积。关键关节与易损部位采用模块化快拆接口,配合标准化构件设计,大幅降低维修替换难度与整体加工成本,让骨架既保留钛合金耐腐蚀、高稳定性的优势……又兼顾实用性与维护性。”
“那不是要重新做了……”
卡琳娜叹了口气。
“对。”卡士不觉得这有什么问题:“你想要速度而不是质量当然也可以。”
“行,我们重做。”时凛浏览着草稿纸上的字迹,几行文字龙飞凤舞,可以看出书写者的一气呵成。
学霸对他的回答很满意:“你们早该找到我这样的专业人士。”
哈希:“……”
他看不出来这只吵他睡觉的猴子除了满嘴专业术语还有哪里专业了。
卡琳娜耸肩,满脸写着“真拿你们没办法”。
“什么叫我吵你睡觉了?”
猴子光明磊落地撕下一张草稿纸,团吧团吧,扔进了垃圾篓:“要不是我你根本不会想睡觉,要搞清楚这其中的因果关系。”
AI觉得以前是他对不起时凛。
更讨厌的来了。
桌面上的月季花脱落了一瓣花瓣,飘落在草稿本上。
卡士抬手,轻轻将它拂去。
“你桌上好乱。”
他直言:“不过很有生活气息。”
“嗯哼。”卡琳娜得意地撇嘴:“我是P人。”
哈希伏在屏幕里,小声打起了呼噜。
时凛低声一笑。
“嗯?怎么睡着了?”卡士有些纳闷:“明明我已经尽量讲的通俗了……很有意思啊——”
“随他吧。”
他目光移回纸面:“小孩子嘛。”
卡琳娜的黑猫绕过他脚下,“喵”地叫了一声,衔起柔软的粉色花瓣,优雅地迈出房间。
瞎编的,其实我不知道 凑合看吧
因为我自己不学化学,所以完全经不起推敲
作者有话说
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第34章 巴别塔14
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