ربات‌های میلی‌گرمی با سرعتی باورنکردنی روی آب می‌دوند

به نقل از وب‌سایت ساینس دیلی، پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در برکلی با همکاری محققانی از مؤسسه فناوری جورجیا و دانشگاه آجوی کره‌جنوبی از کشفی تازه خبر داده‌اند که می‌تواند مسیر توسعه ربات‌های فوق‌کوچک را دگرگون کند. این تیم پژوهشی نشان داده است که راز چابکی شگفت‌انگیز حشره‌ای موسوم به «ریپل‌باگ» در ساختار بادبزنی‌شکل پاهای آن نهفته است؛ ساختاری که به‌طور به‌طورکامل غیرفعال و در بازه‌ای بسیار کوتاه باز و بسته می‌شود، این حشره که تنها چند میلی‌متر طول دارد، می‌تواند روی سطح آب‌های متلاطم با سرعتی معادل ۱۲۰ برابر طول بدن خود در هر ثانیه حرکت کند؛ سرعتی که آن را هم‌تراز با مانورهای سریع حشرات پرنده قرار می‌دهد. بررسی‌ها نشان می‌دهد بادبزن‌های تخت و نواری‌شکل پاهای این حشره هنگام تماس با آب به‌سرعت باز می‌شوند و نقش پارو را ایفا می‌کنند، اما هنگام خروج از آب جمع می‌شوند تا میزان مقاومت به حداقل برسد.

پیش از این تصور می‌شد این حرکت کاملاً به انقباض عضلات وابسته است، اما پژوهش منتشرشده در نشریه معتبر Science نشان می‌دهد این سازوکار بیشتر بر پایه نیروهای کشش سطحی آب و خاصیت کشسانی ساختار پا عمل می‌کند و نیازی به صرف انرژی فعال از سوی حشره ندارد. الهام‌گیری از همین مکانیسم طبیعی به طراحی و ساخت رباتی بسیار کوچک با نام «راگوبات» انجامیده است، این ربات که وزنی در حدود یک میلی‌گرم دارد، به بادبزن‌هایی خودتغییرشکل‌دهنده مجهز شده است؛ بادبزن‌هایی که همچون نمونه زیستی، هنگام ورود به آب به‌طور خودکار باز می‌شوند و هنگام خروج از آن بسته می‌شوند، نتیجه این طراحی افزایش چشمگیر سرعت حرکت، بهبود کنترل، ترمزگیری مؤثرتر و افزایش دوام عملیاتی ربات بوده است؛ آن هم بدون آنکه مصرف انرژی افزایش پیدا کند.

دانشمندان این فناوری را نمونه‌ای از «هوش مکانیکی نهفته» می‌دانند؛ رویکردی که به‌جای اتکا به پردازش‌های پیچیده یا موتورهای پرمصرف، از قوانین فیزیکی محیط و هندسه هوشمندانه بهره می‌گیرد. به باور پژوهشگران، چنین طراحی‌ای می‌تواند محدودیت‌های دیرینه ربات‌های بسیار کوچک، به‌ویژه در محیط‌های آبی ناپایدار، را برطرف کند، کاربردهای بالقوه این دستاورد بسیار گسترده ارزیابی می‌شود و حوزه‌هایی مانند پایش محیط‌زیست، بررسی جریان‌های آبی و انجام مأموریت‌های جست‌وجو و نجات در مناطق صعب‌العبور را در بر می‌گیرد. پژوهشگران تأکید می‌کنند همان‌گونه که طبیعت طی میلیون‌ها سال این راه‌حل‌ها را بهینه کرده است، مهندسی الهام‌گرفته از زیست نیز می‌تواند نسل تازه‌ای از ربات‌های سریع، کم‌مصرف و فوق‌چابک را به جهان معرفی کند.