ساخت ربات نرم با الهام از نحوه حرکت کرم‌ها

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما: «یونگ ژو»، نویسنده مسئول این پژوهش و مهندس مکانیک در نیویورک می‌گوید: «کرم‌ها به کمک انحنای موضعی بدن خود قادرند حرکت خود را کنترل کنند. بدن آن‌ها هنگامی که رو به جلو حرکت می‌کنند، انحنای متفاوتی از حالتی دارد که به‌سمت عقب حرکت می‌کنند. ما از این نکته الهام گرفتیم تا انحنای موضعی بدن کرم را شبیه‌سازی کنیم. در ساخت این ربات از گرم‌کن‌های نانوسیمی برای کنترل انحنا و حرکات مشابه ربات استفاده شده است. باید بدانید مهندسی ربات‌های نرم که قادرند در چند جهت حرکت کنند، کار بسیار دشواری است.»

گرم‌کن‌های تعبیه‌شده در این ربات، این امکان را فراهم می‌کنند که حرکت از دو طریق کنترل شود. درحقیقت می‌توان با کنترل الگوی گرمایش در ربات نرم، تعیین کنیم کدام بخش از سیستم خم شود تا در پی آن چه نوع حرکتی داشته باشد. می‌توان میزان خم‌شدن این سیستم را نیز با کمک کنترل میزان حرارت اعمال‌شده تعیین کرد.

این سیستم از دو لایه پلیمری ساخته شده است که یکی منقبض می‌شود و دیگری بر اثر گرما منبسط می‌شود. علاوه‌براین، نانوسیم‌های نقره در این لایه‌ها به‌کار برده شده‌اند تا جریان الکتریکی را در راستای طول ربات برقرار سازند. درواقع این ربات نرم توسط گرمای تولیدشده از طریق جریان الکتریکی کنترل می‌شود.

به‌طور کلی هرچه جریان افزایش یابد، سرعت حرکت ربات نیز بیشتر خواهد بود. بااین‌حال، مهندسان دریافته‌اند یک چرخه بهینه وجود دارد که به پلیمر به‌کاررفته زمان می‌دهد تا خنک شود. به عبارت دیگر، به ساختار عضله‌مانند کرم اجازه می‌دهد تا پیش از انقباض، دوباره اندکی خنک شود.

امکان کنترل دقیق ربات به مهندسان اجازه می‌دهد آن را زیر یک شکاف بسیار نازک حرکت دهند. آن‌ها همچنین می‌توانند حرکت رو به عقب و جلوی ربات را با میزان خمش مشخص در هر حرکت به کمک گرما تعیین کنند.

ژو در پایان گفت: «این رویکرد حرکتی برای ربات‌های نرم از نظر مصرف انرژی بسیار کارآمد است. ما علاقه داریم در مراحل بعدی روی تکامل این ربات کار کنیم.»

مقاله مرتبط با این اختراع در ژورنال «Science Advances» به چاپ رسیده است.