از شنا در اعماق آب تا پرواز در آسمان | دانشمندان از نخستین روبات دوزیست رونمایی کردند+ فیلم

-، فرخند رفایی: مهندسان آمریکایی و سوئیسی با الهام از پرندگان دریایی موفق به ساخت رباتی شدند که می تواند در آب حرکت کند و پس از بیرون آمدن از آب بدون استفاده از ملخ، پا یا مکانیسم تغییر شکل، دوباره پرواز کند.

به گزارش وب سایت نیواطلس، این دستاورد که در نتیجه همکاری محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و École Polytechnique Fédérale de Lozanne (EPFL) به دست آمد، اولین نمونه از یک ربات به اندازه پرنده است که چرخه کامل شنا، غواصی و پرواز را به سادگی با حرکت دادن خود انجام می دهد.

طبیعت قرن ها این توانایی را به برخی از پرندگان داده است. حدود 100 گونه از جمله پفین ها، مرغ های دریایی و پترل ها می توانند برای شکار در زیر آب شیرجه بزنند و سپس مستقیماً از سطح آب بازگردند. محققان سعی کردند این توانایی را در قالب یک ربات 250 گرمی بازسازی کنند. این کار به دلیل تفاوت زیاد در چگالی آب و هوا، یکی از پیچیده ترین چالش ها در مهندسی رباتیک محسوب می شود.

راز موفقیت این ربات در طراحی بال های انعطاف پذیر و کنترل دقیق سرعت بال زدن نهفته است. بال ها هنگام حرکت در آب تا 90 درصد خم می شوند تا استرس موتور را کاهش دهند، اما در هوا شکل مناسب برای پرواز را به دست می آورند. سرعت فلاتر نیز بسته به محیط تغییر می کند. در هوا به حدود 11 بار در ثانیه می رسد، در حالی که در زیر آب بین 0.1 تا 6 بار در ثانیه است.

یکی از سخت ترین قسمت های پروژه لحظه بیرون آمدن از آب بود. این مرحله ای است که هیچ رباتی با این اندازه نتوانسته آن را با موفقیت پشت سر بگذارد. این پرنده رباتیک در کمتر از یک ثانیه و تنها با 8 تا 10 فلپ از سطح آب خارج می شود. البته به گفته محققان، این فرآیند تنها زمانی جواب می دهد که سفتی بال ها، طول دم و زاویه خروج از آب به دقت تنظیم شود.

این ربات علاوه بر نشان دادن توانایی مهندسی، به دانشمندان کمک می کند تا رفتار واقعی پرندگان غواص را بهتر بررسی کنند. به عنوان مثال، آزمایش‌ها نشان می‌دهند که تا کردن بال‌ها هنگام حرکت در آب ممکن است بیشتر از صرفه‌جویی در انرژی، برای افزایش سرعت عمل کند. فرضیه ای که آزمایش آن بر روی پرندگان زنده دشوار است.

نتایج تحقیقات همچنین نشان داد که اگر فاصله حرکتی بیش از 15.5 متر باشد، پرواز از نظر مصرف انرژی کارآمدتر از شنا خواهد بود. به همین دلیل، مانند برخی از پرندگان، این ربات ترجیح می دهد از آب بیرون بیاید، پرواز کند و در جای دیگری فرود بیاید تا غواصی را از سر بگیرد.

سیستم هنوز کاملاً خودکار نیست و آزمایش‌های فعلی از طریق فعال‌سازی دستی انجام می‌شود. با این حال، محققان قصد دارند قابلیت ناوبری رباتیک را توسعه دهند، عملکرد در آب نمک را بهبود بخشند و برد و زمان عملیاتی آن را در مراحل بعدی افزایش دهند. به گفته تیم تحقیقاتی، این ربات ها می توانند در آینده برای نظارت بر دریاچه ها، رودخانه ها، سواحل، یخ های شناور، تاسیسات بندری و حتی مطالعه نهنگ ها و سایر اکوسیستم های دریایی مورد استفاده قرار گیرند.

یکی دیگر از مزایای قابل توجه این پروژه هزینه کم ساخت است. هزینه قطعات این ربات حدود 300 دلار است و فایل های طراحی سه بعدی آن به صورت متن باز منتشر می شود. موضوعی است که امکان ساخت نمونه های مشابه را برای محققان و علاقه مندان در سراسر جهان فراهم می کند.