دانشمندان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) و مدرسه پلیتکنیک فدرال لوزان (EPFL) موفق به ساخت نخستین روبات پرنده هماندازه پرندگان شدهاند که میتواند بدون استفاده از ملخ، چرخ یا مکانیزمهای تغییر شکل، در آب شنا کند، غواصی برود و سپس مستقیماً از سطح آب به پرواز درآید.
به نقل از نیواطلس این دستاورد که با الهام از پرندگان دریایی مانند پافین و مرغهای دریایی توسعه یافته، یکی از پیشرفتهترین پروژههای رباتیک زیستالهام (Bio-inspired Robotics) محسوب میشود و میتواند مسیر ساخت نسل جدید روباتهای اکتشافی را هموار کند.
الهام از طبیعت؛ وقتی پرندگان معلم مهندسان میشوند
#در طبیعت، بیش از ۱۰۰ گونه پرنده دریایی قادرند برای شکار به زیر آب شیرجه بزنند و پس از چند ثانیه یا چند دقیقه، مستقیماً از سطح آب دوباره پرواز کنند.
اما بازسازی این قابلیت در یک روبات، چالشی بسیار بزرگ بود؛ زیرا آب تقریباً ۸۰۰ برابر چگالتر از هوا است و یک سامانه پروازی باید بتواند در هر دو محیط با شرایط کاملاً متفاوت کار کند.
محققان برای حل این مشکل، روبات خود را به گونهای طراحی کردند که بدون هیچ سازوکار اضافی، تنها با حرکت بالها در هر دو محیط فعالیت کند.
راز موفقیت؛ بالهایی که خود را با محیط تطبیق میدهند
#مهمترین نوآوری این پروژه، طراحی بالهای انعطافپذیر است.
ویژگیهای این بالها عبارتاند از:
- خم شدن تا ۹۰ درصد هنگام حرکت در آب
- کاهش فشار واردشده به موتور
- بازگشت خودکار به شکل مناسب برای پرواز
- تغییر سرعت بالزدن متناسب با محیط
سرعت حرکت بالها نیز بسته به محیط تغییر میکند:
- در هوا: حدود ۱۱ بار در ثانیه
- در آب: بین ۰.۱ تا ۶ بار در ثانیه
این تغییر هوشمندانه باعث میشود روبات بتواند بدون تغییر ساختار، هم شنا کند و هم پرواز.
سختترین مرحله؛ خروج از آب
#یکی از بزرگترین چالشهای پروژه، لحظه خروج از سطح آب بود.
این روبات تنها با ۸ تا ۱۰ بار بال زدن و در کمتر از یک ثانیه از آب جدا شده و وارد آسمان میشود.
پژوهشگران میگویند برای دستیابی به این عملکرد، پارامترهایی مانند:
- زاویه خروج از آب
- طول دم
- میزان انعطاف بالها
- نیروی تولیدی موتور
باید با دقت بسیار بالا تنظیم شوند.
اولین روبات الهامگرفته از پرندگان دریایی معرفی شد؛ شنا، غواصی و پرواز بدون ملخ این روبات فقط یک نمایش فناوری نیست
#هدف این پروژه تنها ساخت یک روبات متفاوت نبوده است.
دانشمندان معتقدند این سامانه میتواند به آنها کمک کند رفتار واقعی پرندگان غواص را بهتر درک کنند.
برای مثال، آزمایشها نشان دادهاند که جمع کردن بالها زیر آب احتمالاً بیش از آنکه برای صرفهجویی در انرژی باشد، به افزایش سرعت حرکت کمک میکند؛ فرضیهای که بررسی آن روی پرندگان واقعی بسیار دشوار است.
پرواز یا شنا؟ کدام بهصرفهتر است؟
#نتایج تحقیق نشان میدهد اگر مسیر حرکت بیشتر از ۱۵.۵ متر باشد، پرواز از نظر مصرف انرژی بهصرفهتر از شنا خواهد بود.
به همین دلیل این روبات نیز مانند برخی پرندگان دریایی، برای جابهجاییهای طولانی ترجیح میدهد:
- از آب خارج شود.
- پرواز کند.
- در نقطهای دیگر فرود بیاید.
- دوباره غواصی را آغاز کند.
پژوهشگران معتقدند این فناوری میتواند در آینده کاربردهای بسیار گستردهای داشته باشد، از جمله:
- پایش دریاچهها و رودخانهها
- بررسی سواحل
- مطالعه یخهای شناور
- بازرسی تأسیسات دریایی و بندری
- تحقیقات اقیانوسی
- مطالعه نهنگها و سایر جانوران دریایی
- عملیات امداد و جستوجو
در حال حاضر روبات بهصورت دستی کنترل میشود، اما تیم تحقیقاتی قصد دارد در نسخههای بعدی قابلیت ناوبری کاملاً خودکار، عملکرد بهتر در آب شور و افزایش برد پروازی را به آن اضافه کند.
هزینه ساخت تنها ۳۰۰ دلار!
#یکی از نکات جالب این پروژه، هزینه پایین ساخت آن است.
طبق اعلام پژوهشگران، قیمت قطعات مورد استفاده تنها حدود ۳۰۰ دلار است و فایلهای طراحی سهبعدی نیز بهصورت متنباز (Open Source) منتشر شدهاند.
این موضوع به دانشگاهها، پژوهشگران و حتی علاقهمندان حوزه رباتیک اجازه میدهد نمونههای مشابه را توسعه دهند و فناوری را سریعتر پیش ببرند.
روبات دوزیست جدید MIT و EPFL یکی از جذابترین دستاوردهای رباتیک سال ۲۰۲۶ بهشمار میرود. این روبات کوچک توانسته با الهام از پرندگان دریایی، مرز میان پرواز و شنا را از بین ببرد و تنها با استفاده از بالهای خود در دو محیط کاملاً متفاوت حرکت کند.
اگر توسعه این فناوری ادامه یابد، در آینده نهتنها شاهد روباتهای پیشرفتهتر برای مأموریتهای دریایی و هوایی خواهیم بود، بلکه درک دانشمندان از رفتار پرندگان و سایر جانوران نیز عمیقتر خواهد شد.
عاشق فناوریهای آینده هستید؟# اگر به هوش مصنوعی، رباتیک، گجتهای نوآورانه، هوافضا و فناوریهای آینده علاقه دارید، همین حالا به کانال تلگرام گیزمکس بپیوندید و جدیدترین اخبار فناوری جهان را سریعتر از همه دریافت کنید.
