به گزارش شبکه اطلاع رسانی راه دانا؛ راگوولیاهای (Rhagovelia) آب‌پیما که تنها ۳ میلی‌متر طول دارند، واقعاً موجودات خاصی هستند. در انتهای دو پای میانی و بلند آن‌ها، پاهایی که برای پیش‌رانش استفاده می‌کنند زوائد پرمانندی وجود دارد که هنگام برخورد با سطح آب، باز می‌شوند. سپس هنگامی که پاها در حرکت رو به جلو به عقب کشیده می‌شوند، اینزوائد پارومانند زیر آب، مانند پره‌های بین انگشتان قورباغه، آب را در بر می‌گیرند و حشره را به سرعت به جلو می‌رانند.
در پایان حرکت، هنگامی که پا از آب بیرون کشیده می‌شود، رشته‌های خیس زوائد پارومانند به دلیل خاصیت مویینگی به هم چسبیده و نوک‌تیز می‌شوند، چیزی شبیه به موهای یک قلم‌موی نقاشی که به تازگی در رنگ فرو رفته است. این امر باعث می‌شود که این زائده در حین حرکت پا به سمت جلو برای اجرای حرکت بعدی، آیرودینامیک‌تر (هیدرودینامیک‌تر) باشد.
این زوائد پارومانند به حشرات اجازه می‌دهند تا با سرعتی حدود ۱۲۰ برابر طول بدن خود در هر ثانیه، روی سطح آب حرکت کنند. علاوه بر این، با به کارگیری تنها یک بادبزن آب‌گیر در یک سمت، این آب‌پیماها می‌توانند پیچ‌های ۹۰ درجه را در حدود ۵۰ میلی‌ثانیه انجام دهند. نیازی به گفتن نیست که اگر در حال طراحی ربات‌های آبی باشید، عالی خواهد بود اگر آن‌ها نیز چنین چابکی داشته باشند. با در نظر داشتن همین موضوع، دانشمندانی از دانشگاه کالیفرنیا-برکلی، دانشگاه آجو کره جنوبی و مؤسسه فناوری جورجیا تصمیم گرفتند نگاهی دقیق‌تر به راگوولیا بیندازند.
پروفسور «جی-سونگ کو» و پژوهشگر فوق دکتری «دونگجین کیم» از دانشگاه آجو، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی دریافتند که رشته‌های منفرد هر بادبزن شامل یک نوار مرکزی تخت، با ساختاری بسیار شبیه به یک پَرانعطاف‌پذیر و روبان‌مانند با خارهای کوچک‌تری است که از کناره‌های آن منشعب شده‌اند. این طراحی به زوائد اجازه می‌دهد تا در زیر آب باز شوند و بتوان از آن‌ها مانند یک پارو استفاده کرد.
دانشمندان همچنین کشف کردند که کشش سطحی آب، تمام نیروی کشسانی لازم برای باز شدن رشته‌ها را فراهم می‌کند. پیش از این تصور می‌شد که عمل باز شدن بادبزن با نیروی عضلانی انجام می‌شود. مقدار کمی نیروی عضلانی برای منقبض نگه داشتن بادبزن‌ها در طول حرکت استفاده می‌شود، اما هیچ نیرویی برای باز کردن آن‌ها به کار نمی‌رود.
بر اساس این یافته‌ها، این تیم یک نسخه رباتیک از این حشره به نام «راگوبات» (Rhagobot) ساخت. این ربات با طول ۸ سانتی‌متر، عرض ۱۰ سانتی‌متر و ارتفاع ۱.۵ سانتی‌متر، قطعاً از هم‌نام خود بزرگ‌تر است. در انتهای هر یک از دو پای میانی آن، یک بادبزن ۱ میلی‌گرمی شبیه به راگوولیا، با همان معماری روبان‌مانند و تخت به ابعاد ۱۰ در ۵ میلی‌متر قرار دارد.
کل ربات که با سیم به یک منبع تغذیه خارجی متصل است، تنها یک‌پنجم گرم وزن دارد. این ربات در حال حاضر قادر است با سرعت دو برابر طول بدن خود در هر ثانیه روی سطح آب حرکت کند و پیچ‌های ۹۰ درجه را در کمتر از نیم ثانیه انجام دهد. امید است که نسل‌های بعدی راگوبات حتی سریع‌تر و چابک‌تر باشند و در کاربردهایی مانند جستجو و نجات یا نظارت بر محیط زیست مفید واقع شوند.
پروفسور کو، یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه به همراه پروفسور سعد بهاملا از جورجیا تک، می‌گوید: «بادبزن‌های رباتیک ما تنها با استفاده از نیروهای سطحی آب و هندسه انعطاف‌پذیر، خودبه‌خود تغییرشکل می‌دهند، درست مانند همتایان بیولوژیکی خود. این نوعی هوش مکانیکی نهفته است که توسط طبیعت در طی میلیون‌ها سال فرگشت پیدا کرده است. در رباتیک مقیاس کوچک، این نوع مکانیزم‌های کارآمد و منحصربه‌فرد، یک فناوری کلیدی و توانمندساز برای غلبه بر محدودیت‌های کوچک‌سازی در ربات‌های معمولی خواهد بود.»
ارسال دیدگاه