به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ محققان دانشگاه فنی «دارمشتات» و مرکز «هلمهولتز درسدن-روسندورف» بالهای رباتیک انعطافپذیری را ساختهاند که توسط میدانهای مغناطیسی حرکت میکنند و با الهام از کارایی و سازگاری بالهای پروانه سلطنتی، حرکات دقیق خود را بدون نیاز به وسایل الکترونیکی یا باتری امکانپذیر میکنند. محققان امیدوارند که با کمک این ربات که از محیط زیست الهام گرفته است، میتوانند اساساً نظارت محیطی، عملیات نجات و کاربردهای زیست پزشکی را تغییر دهند.
پروانههای سلطنتی یا مونارچ به دلیل استقامت و سازگاری فوقالعاده خود شناخته شدهاند. آنها هر سال هزاران کیلومتر را در مسیر مهاجرت خود بین کانادا و مکزیک طی میکنند. کلید این شاهکار در بالهای منحصربهفرد آنها نهفته است که به حشرات اجازه میدهد از طریق ترکیبی از حرکت فعال و خمش غیرفعال، با انرژی کارآمد پرواز کنند.
این ویژگیها الهامبخش بالهای رباتیک محققان آلمانی شدند که با میدان مغناطیسی حرکت میکنند. این تیم تحقیقاتی بالهای رباتیک را از یک پلاستیک انعطافپذیر ساختند که ذرات مغناطیسی در آن جاسازی شده بودند. میدانهای مغناطیسی خارجی این ذرات را به حرکت وامیدارد و باعث خم شدن بالها و تقلید حرکات پرواز پروانهها میشود.
البته به گفته محققان روند توسعه این بال رباتیک بسیار چالش برانگیز بود، زیرا ۱۲ طرح مختلف بال در ابتدا با استفاده از چاپ سهبعدی تولید شد. برخی از طرحها شامل ساختارهای رگهای بودند که از رگههای بال طبیعی پروانههای سلطنتی الگوبرداری شده بودند. هدف استفاده از ترکیبی از تحلیلها و آزمایشهای اجزای محدود برای یافتن این موضوع بود که چگونه این الگوها بر مانورپذیری و کارایی بالها تأثیر میگذارند.
محققان آلمانی در پژوهشی که مقاله آن در مجله «ادونسد اینتلیجنت سیستمز» منتشر شده، نشان دادند که بالهای بزرگتر با ساختار رگهای بهخصوص سازگارتر و بادوامتر هستند و راحتتر هم خم میشوند.
«کیلیان شافر»، یکی از نویسندگان اصلی این مقاله، توضیح میدهد: بزرگترین چالش ما در این پژوهش چاپ ساختارهای فوقالعاده نازک و انعطافپذیر بود که در عین حال به اندازه کافی مقاوم باشند تا بارها را تحمل کنند.
زمینههای مختلف کاربردی
کاربردهای بالقوه زیادی برای بالهای مغناطیسی وجود دارد. به عنوان مثال، در بخش محیط زیست، رباتهای بالدار میتوانند برای نظارت بر جمعیت گردهافشانها یا برای مطالعات کیفیت هوا استفاده شوند.
از آنجایی که بالها طراحی کوچک و کممصرف انرژی را امکانپذیر میکنند، چنین رباتهایی برای سفر به مناطق فاجعهبار ایدهآل خواهند بود، برای مثال، جایی که میتوان از آنها برای جستوجو و نجات افراد استفاده کرد.
این مطالعه روی توسعه بالهای مغناطیسی انعطافپذیر که بدون قطعات الکترونیکی کار میکنند، متمرکز بود. با این حال، رویکرد جدید را میتوان برای سایر رباتهای تغییر شکل نیز اعمال کرد. برای مثال، فناوری جدید توسعه یافته فرصتهایی را برای پزشکی باز میکند؛ یعنی رباتهای سبک وزن با حرکات دقیق قابل کنترل میتوانند در جراحیهای کم تهاجمی، به عنوان مثال برای عملیات روی بافتهای حساس استفاده شوند.
علاوه بر این، اصول رباتیک الهام گرفته از زیستی میتواند در توسعه ماهیچههای مصنوعی یا مواد هوشمندی که میتوانند شکل خود را در صورت لزوم تغییر دهند، مورد استفاده قرار گیرد. البته قبل از استفاده از فناوری جدید، تحقیقات بیشتری مورد نیاز است.
«محمد بلال خان»، نویسنده ارشد این مطالعه، توضیح میدهد: بالهای کنونی هنوز به میدانهای مغناطیسی خارجی نیاز دارند، اما پیشرفتهای آینده میتوانند مولدهای میدان مغناطیسی کوچکسازی شده را برای فعالسازی حرکات خودمختار ادغام کنند.
این تیم میخواهد بررسی کند که چگونه تغییرات میدان مغناطیسی کنترل پیچیده حرکات و مسیرهای پرواز را ممکن میسازد.
انتهای پیام/
نظر شما