مهندسان دانشگاه کالیفرنیا، از ربات پرندهای رونمایی کردهاند که چابکی و دقت یک زنبور عسل را تقلید میکند. این ربات مینیاتوری با تنها 21 میلیگرم وزن و کمتر از یک سانتیمتر قطر، کوچکترین ربات بیسیم جهان محسوب میشود که قادر به پرواز کنترلشده است.
لیوی لین، استاد برجسته مهندسی مکانیک در دانشگاه برکلی توضیح داد: زنبورها تواناییهای قابلتوجهی در زمینه پرواز دارند؛ ازجمله ناوبری، معلقماندن در هوا و گردهافشانی، که رباتهای پرنده در همین مقیاس قادر به انجام آن نیستند. این ربات پرنده میتواند بهصورت بیسیم کنترل شود تا به هدف مشخصی نزدیک شده و به آن برخورد کند؛ درست مثل مکانیزم گردهافشانی زنبور در حین جمعآوری شهد و پرواز.
طراحی یک ربات پرنده در مقیاس کوچک با چالشهای قابلتوجهی همراه است. رباتهای پرنده سنتی معمولاً به منابع تغذیه داخلی مانند باتری و سیستمهای کنترل پرواز الکترونیکی وابستهاند؛ اجزایی که کوچکسازی آنها دشوار است بدون آنکه وزن زیادی به سیستم اضافه شود. برای غلبه بر این مانع، لین و تیمش از یک میدان مغناطیسی خارجی برای تأمین نیرو و همچنین کنترل حرکت ربات استفاده کردند.
طراحی این ربات بهظاهر ساده اما بسیار مؤثر است. این ربات که شبیه یک پروانه کوچک طراحی شده، دارای دو آهنربای کوچک است که به میدان مغناطیسی خارجی واکنش نشان میدهند. هنگامی که میدان تغییر جهت میدهد، آهنرباها جذب و دفع میشوند و این حرکت باعث چرخش پروانه میشود. این چرخش نیروی لازم برای پرواز ربات را فراهم میکند. با تنظیم قدرت میدان مغناطیسی، پژوهشگران میتوانند مسیر پرواز ربات را با دقت کنترل کنند.
با تنها یک سانتیمتر قطر، این دستگاه تقریباً سه برابر کوچکتر از نزدیکترین رقیب خود، یعنی ربات پرندهای با قطر 2.8 سانتیمتر است. اندازه کوچک آن امکان استفاده در محیطهایی را فراهم میکند که رباتهای بزرگتر قادر به فعالیت در آنها نیستند.
فانپینگ سویی، نویسنده اول مشترک مقاله و فارغالتحصیل دکتری اخیر از دانشگاه برکلی گفت: رباتهای پرنده بسیار کوچک برای کاوش در حفرههای کوچک و محیطهای پیچیده دیگر بسیار مفید هستند. استفادههای بالقوه شامل گردهافشانی مصنوعی و بازرسی فضاهای محدود، مانند داخل لولهها است.
محدودیتها و چالشها
با این حال، این ربات مینیاتوری در حال حاضر دارای محدودیتهایی بوده و در حالت پرواز غیرفعال کار میکند، به این معنا که هیچ حسگر داخلی برای نظارت بر موقعیت یا مسیر حرکت خود در زمان واقعی ندارد. در نتیجه، تغییرات ناگهانی در محیط، مانند وزش باد شدید، ممکن است مسیر حرکت آن را مختل کند.
وی یوئه، نویسنده اول و دانشجوی تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه لین، اشاره کرد که نسخههای آینده این ربات قصد دارند تا سیستمهای کنترل فعال را در خود جای دهند، بهطوریکه بتوانند تنظیمات موقعیت و زاویه را در لحظه انجام دهند.
یکی دیگر از چالشها، وابستگی این ربات به میدان مغناطیسی قوی تولیدشده توسط یک سیمپیچ الکترومغناطیسی برای عملکرد است، هرچند پژوهشگران معتقدند که کوچکسازی بیشتر میتواند این مشکل را برطرف کند. کاهش اندازه ربات به کمتر از یک میلیمتر ممکن است این امکان را فراهم کند که با میدانهای مغناطیسی ضعیفتر، مانند آنچه از امواج رادیویی ایجاد میشود، تغذیه شود.
این نوآوری الهامگرفته از زنبور تنها دستاورد تیم لین در حوزه رباتیک نیست. آنها همچنین رباتی شبیه سوسک ساختهاند که میتواند نیروهای شدید مانند لگدشدن توسط انسان را تحمل کند.
در همین حال، یوئه در حال هدایت تلاشهایی برای ساخت رباتهای گروهی است که میتوانند مانند مورچهها با یکدیگر همکاری کرده و وظایف پیچیدهای را انجام دهند که فراتر از توانایی رباتهای منفرد است.
یوئه توضیح داد: من با رباتهایی در مقیاس 5 میلیمتر کار میکنم که میتوانند بخزند، غلت بزنند و بچرخند. آنها همچنین میتوانند با هم کار کنند تا زنجیرهها و آرایههایی تشکیل دهند یا وظایف دشوارتری را انجام دهند.
این رباتهای گروهی، کاربردهای امیدوارکنندهای در حوزههایی مانند جراحیهای کمتهاجمی دارند؛ جایی که چندین واحد میتوانند بهصورت تزریقی وارد بدن شده و بهطور مشترک استنت بسازند یا لختهها را حذف کنند.
دیدگاهتان را بنویسید