رباتیک سخت افزار

ربات حشره با قابلیت نشستن روی سطح آب وبدون غرق شدن

نوشته شده توسط آزاده مختاری

آیا تا به حال به نشستن حشرات روی آب بدون فرو رفتن در آب دقت کرده اید؟ همانطور که می دانید کشش سطحی آب مانع فرو رفتن حشره در آب می شود. استفاده از نیروی کشش سطحی آب در بسیاری از موارد استفاده زندگی روزمره بخصوص صنعت مربوط به دریانوردی می تواند کارا باشد. بر همین اساس دانشمندان کره‌ای و آمریکایی موفق شده‌اند با همکاری یکدیگر روباتی طراحی کنند که قادر است بصورت شناور روی آب قرار گرفته و بدون غرق شدن بپرد.

در ادامه در دیجی اسپارک به معرفی ربات حشره با قابلیت نشستن روی سطح آب وبدون غرق شدن می‌پردازیم.

محققان انستیتو Wyss دانشگاه هاروارد با همکاری محققانی از دانشگاه ملی سئول در کره‌ی جنوبی روباتی را ایجاد کرده‌اند که قادر است روی آب شناور مانده و بدون غرق شدن در آب پرش کند.

دانشمندان برای درک ساز و کار نشستن و پرش حشرات، به فیلم‌برداری و مطالعه‌ی آب پیمایان که نوعی از بند پایان نیمه آبزی هستند پرداخته‌ است. از جمله‌ی ویژگی‌های این موجودات بهره‌گیری از بدن بسیار سبک در کنار پاهای آب گریز است. آب پیمایان زمانی که می‌خواهند از سطح آب جدا شوند، نیرویی را در محور عمودی تولید می‌کنند که با توجه شتاب انتقال این نیرو، بیش از آنکه وارد آب شوند، به سمت بالا جهش می‌کنند.

جی سونگ کوه به همراه همکارانش در دانشگاه ملی سئول با فیلمبرداری از این حشرات به مطالعه دقیق حرکات و ساختار بدن این موجودات پرداخته است که نتیجه‌ی آن ساخت روباتی است که قادر است با انجام حرکات مشابه حشرات روی آب شناور قرار گیرد و با تغییر حالت بدون غرق شدن در آب به سمت بالا پرش کند.

دانشمندان موفق شدند با آنالیز حرکت خیزشی آب پیمایان رمز غرق نشدن این موجودات در زمان بلند شدن از روی سطح آب درک کنند. براساس اطلاعات ارائه شده این موجوادت در زمان جهش قسمت‌هایی از پای خود را که در تماس با آب است به سمت درون پا خم می‌کنند که همین موضوع باعث می‌شود نیروی وارد شدن برای پرش از نیروی مورد نیاز بر فرو رفتن در آب کمتر باشد، پس در نتیجه آب پیمایان می‌توانند بدون فرو رفتن در آب با انتقال انرژی در جهت عکس به سمت بالا پرواز کنند. دانشمندان با محاسبه‌ی نیروی وارد شده میزان دقیق آن را ۱۴۴ میلی نیوتن بر متر عنوان کرده‌اند.

همچنین باید به نقش پاهای بلند آب پیمایان نیز اشاره کرد. این موجودات با بهره‌گیری از پاهای بلند یکباره به سرعت خوداضافه می‌کنند و از این‌ رو آب توانایی واکنش در برابر این سرعت را نداشته و در نتیجه تماس خود را با پاها از دست می‌دهد. آب پیمایان قادرند روی آب به همان اندازه‌ای که روی سطح خشک جهش می‌کنند، بپرند.

دانشمندان با گردآوری اطلاعات مورد نیاز خود موفق شده‌اند تا نمونه‌ی روباتیکی از موجودات مورد اشاره را تولید کنند. این روبات وزنی ۴۸ میلی گرمی دارد و به خوبی حرکت آب پیمایان را در زمان قرار گرفتن روی آب و جهش تکرار می‌کند. این روبات می‌تواند ۱۶برابر وزن خود نیرو وارد کند، بدون این که سطح آب بشکند و روبات در آن غرق شود.

اصلی‌ترین نکته در زمان جهش، استفاده از حداکثر نیروی ممکن برای بالا رفتن با در نظر گرفتن عبورنکردن از بیش ترین نیروی کشش سطحی آب است.  نمونه‌ی روباتیکی نیز مثل نمونه‌ی طبیعی در زمان جهش پاهای خود را به سمت داخل خم می‌کند تا بتواند به بهینه‌ ترین شکل ممکن به سمت بالا حرکت کند.

درباره نویسنده

آزاده مختاری

دیدگاهتان را بنویسید