رباتهای زیر آب که میتوانند شکل خود را به صورت پویا تغییر دهند، بسیار کارآمدتر از همتایان صلب معمولی در آب حرکت میکنند، اما ساختن آنها بسیار دشوار است.
رباتهای تغییر شکل پذیر با قطعات شبکهای به نام وکسل ساخته میشوند که چگالی کم و سفتی بالایی دارند. وکسلهای منفرد بیشتر ساختارهای توخالی هستند که از قطعات پلاستیکی ریخته گری شده با پایههای باریک در اشکال پیچیده تشکیل شده اند. اشکال جعبه مانند در یک جهت باربر، اما در جهت دیگر نرم هستند، ترکیبی غیرعادی که با ترکیب اجزای سفت و انعطاف پذیر در نسبتهای مختلف به دست میآید.
تریانتفیلو (Triantafyllou) که بخشی از گروه اصلی موسسه فناوری ماساچوست بود، میگوید: انعطاف پذیری صاف سطح بدنه به ما امکان میدهد تا کنترل جریان را مدیریت کنیم که میتواند کشش را کاهش دهد و کارایی پیشرانه را بهبود بخشد و در نتیجه صرفه جویی قابل توجهی در انرژی خواهد داشت.
محققان این سامانه جدید را در دو پیکربندی مختلف نشان دادند که یکی شبیه به مارماهی و دیگری یک هیدروفویل بال مانند بود. در یک نمایش، پژوهشگران ساختاری به طول یک متر و مار مانند ساختند که از ۲۰ وکسل در یک ردیف طولانی به هم متصل شده بودند.
آزمایش کارایی این ربات در آب نشان داد که میتواند نیروی رانش به جلو را به اندازهای ایجاد کند که با استفاده از حرکات موجی به جلو حرکت کند.
محققان بیان میکنند: یک ربات مار مانندِ ساختِ ناسا از هزاران قطعه منحصر به فرد ساخته شده است، در حالی که ربات مار مانند این گروه تحقیقاتی فقط از حدود ۶۰ جزء منفرد تشکیل شده است.
مورد دیگری که پژوهشگران نمایش دادند یک شکل بال مانند یا هیدروفویل است که از آرایهای از وکسلهای مشابه تشکیل شده است، اما میتواند شکل نمایه اش را تغییر دهد.
دانشمندان معتقدند:این سامانه میتواند برای ساخت یک کشتی شناور مانند نهنگ به کار رود و از شکل بدنه شکل پذیر آن برای ایجاد نیروی محرکه استفاده کند. همچنین میتوان آن را در قسمتهایی از قایقهای مسابقه ای، استفاده کرد.
شرح کامل این پژوهش و مدلهای آن در آخرین شماره مجله تخصصی Soft Robotics منتشر شده است.