دانشمندان سریع‌ترین ربات شناگر نرم جهان را ساختند [تماشا کنید]

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی (NC State) با الهام از بیومکانیک سفره‌ماهی دیو، یک ربات نرم شناگر کارآمد تولید کرده‌اند که می‌تواند در مقایسه با نمونه قبلی بیش از چهار برابر سریع‌تر شنا کند. این ربات‌ها، «ربات پروانه» نامیده می‌شوند؛ زیرا حرکت شنای آنها شبیه به حرکت بازوهای یک فرد در هنگام شنای پروانه است.

«جی یین»، نویسنده این مقاله و دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا NC State می‌گوید:

«تاکنون ربات‌های شناگر نرم قادر به شنا‌کردن سریع‌تر از یک طول بدن در ثانیه نبوده‌اند، اما حیوانات دریایی مانند سفره‌ماهی دیو می‌توانند بسیار سریع‌تر و کارآمدتر شنا کنند. ما می‌خواستیم از بیومکانیک این حیوانات استفاده کنیم تا ببینیم آیا می‌توانیم ربات‌های نرم سریع‌تر و کارآمدتری تولید کنیم؟ نمونه‌های اولیه که توسعه داده‌ایم، بسیار خوب کار می‌کنند.»

سرعت سریع‌ترین ربات پروانه‌ای جهان

محققان دو نوع ربات پروانه‌ای ساخته‌اند. یکی از آنها به‌طور خاص برای سرعت ساخته شده و می‌تواند با متوسط سرعت 3.74 طول بدن در ثانیه حرکت کند. مدل دیگر به‌گونه‌ای طراحی شده تا قابلیت مانور بالایی داشته باشد و می‌تواند چرخش‌های تندی به سمت راست یا چپ انجام دهد. این مدل قادر است به سرعت 1.7 طول بدن در ثانیه دست پیدا کند.

ربات‌های پروانه‌ای قدرت شنای خود را از بال‌هایشان به دست می‌آورند که «دوپایا» هستند، یعنی دو حالت پایدار دارند. بال شبیه به گیره مو است و تا زمانی که مقدار معینی انرژی (با خم‌کردن آن) اعمال نکنید، پایدار باقی می‌ماند. هنگامی که مقدار انرژی به نقطه بحرانی می‌رسد، گیره مو به شکل دیگری درمی‌آید، اما همچنان پایدار است.

در ربات، بال‌های دو‌پایا الهام گرفته شده از گیره مو، به بدنه‌ای نرم و سیلیکونی متصل می‌شوند. کاربران دو حالت پایدار بال‌ها را با پمپاژ هوا به داخل محفظه‌های بدنه نرم ربات کنترل می‌کنند. سپس بدن به بالا و پایین خم شده و بال‌ها را مجبور می‌کند تا با آن به عقب و جلو کشیده شوند.

یین می‌گوید:

«بیشتر تلاش‌های قبلی برای توسعه ربات‌های شناگر روی استفاده از موتورها برای تأمین نیروی مستقیم بال‌ها متمرکز شده بود. ما در رویکرد خود از بال‌های دوپایا استفاده کرده‌ایم که با حرکت دادن بدنه مرکزی به‌صورت غیرفعال هدایت می‌شوند. این یک تمایز مهم است؛ زیرا امکان طراحی ساده و کاهش وزن آن را فراهم می‌کند.»

ربات پروانه‌ای سریع‌تر فقط یک «واحد محرک» دارد که بدنه نرم آن است و هر‌دو بال ربات را کنترل می‌کند. این باعث می‌شود تا بسیار سریع، اما به سختی به چپ یا راست بپیچد.