ساخت سریعترین ربات نرم شناگر
پژوهشگران با الهام از بیومکانیک سفره ماهی، یک ربات نرم کم مصرف ساختهاند که قادر است چهار بار سریعتر از رباتهای نرم شناگر قبلی شنا کند.
به گزارش
خبرگزاری صدا و سیما، این ربات که در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی ساخته شده، «ربات پروانه» نام گرفته است؛ زیرا حرکت آن هنگام شنا مشابه حرکت دست و بازوی شناگران در هنگام شنای پروانه است. تا کنون رباتهای نرم شناگر قادر نبودهاند که در هر ثانیه مسافتی بیش از طول بدن خود را شنا کنند، اما حیوانات دریایی مانند سفره ماهی (manta ray) قادرند بسیار سریعتر شنا کنند.
به نقل از «سای تک دیلی»، «جی یین» از نویسندگان این مقاله تحقیقی میگوید: ما میخواستیم با استفاده از بیومکانیک این حیوانات ببینیم که آیا میتوانیم رباتهای نرم سریعتر و با کارایی بالاتر بسازیم. نمونه آزمایشی که ساختهایم بسیار خوب کار کرده است. این رباتها سبک هستند و تنها ۲.۸ گرم وزن دارند و مصرف انرژی آنها پایین است.
دو نوع از رباتهای پروانهای توسط این پژوهشگران ساخته شده است. یک نوع بطور خاص برای سرعت ساخته شده و قادر است به میانگین سرعت ۳.۷۴ طول جثه در هر ثانیه برسد. ربات دوم نیز به این منظور طراحی شده که قابلیت مانور بالایی داشته باشد و بتواند چرخشهای شدید به سمت چپ یا راست داشته باشد. این نمونه قابل مانور قادر است به سرعت ۱.۷ طول جثه در ثانیه برسد.
به گفته «یندینگ شی» از مولفان این مقاله، محققانی که روی آیرودینامیک و بیومکانیک مطالعه میکنند از واحدی به نام عدد استروهال (Strouhal) برای ارزیابی بهرهوری انرژی حیوانات پرنده و شناگر استفاده میکنند. اوج راندمان پیشرانه زمانی روی میدهد که یک حیوان با عدد استروهال بین ۰.۲ و ۰.۴ شنا یا پرواز میکند. هر دوی رباتهای پروانهای ما عدد استروهال در این محدوده داشتند.
به گفته «یین»، بسیاری از تلاشهای قبلی برای ساختن رباتهای بالدار روی استفاده از موتورهایی تمرکز داشتهاند که نیرو را بطور مستقیم به بالها برساند. رویکرد ما از بالهای دوپایا یا دو حالته (bistable) استفاده میکند که با حرکت بدنه مرکزی به صورت غیرفعال حرکت میکند. این یک تمایز مهم است؛ زیرا امکان طراحی سادهتر را فراهم میکند و وزن را کاهش میدهد.