أسرع روبوت سباح بتقنية «ضربة الفراشة»

تصميم الروبوت الجديد (جامعة نورث كارولينا)

طور باحثون من جامعة «نورث كارولينا»، روبوتاً ناعماً موفراً للطاقة مستوحى من الميكانيكا الحيوية، يمكنه السباحة أسرع من الروبوتات السابقة للسباحة بأكثر من أربع مرات، وأطلقوا عليه اسم «روبوتات الفراشة»، لأن حركته في السباحة تشبه الطريقة التي تتحرك بها أذرع الشخص عندما يسبح بضربة الفراشة، وتم الإعلان عن هذه الإنجاز (الأحد) في دورية «ساينس أدفانسيس».
ويقول جي يين، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية، والباحث الرئيسي بالدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة «نورث كارولينا»، بالتزامن مع نشر الدراسة، «أردنا الاعتماد على الميكانيكا الحيوية لهذه الحيوانات لمعرفة ما إذا كان بإمكاننا تطوير روبوتات لينة أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، والنماذج الأولية التي طورناها تعمل بشكل جيد للغاية».
وطور الباحثون نوعين من روبوتات الفراشة، حيث تم تصميم أحدهما خصيصاً للسرعة، وكان قادراً على الوصول إلى سرعات متوسطة تبلغ 3.74 طولاً للجسم في الثانية، وتم تصميم الثانية لتكون عالية القدرة على المناورة، وقادرة على القيام بمنعطفات حادة إلى اليمين أو اليسار، وكان هذا النموذج الأولي القابل للمناورة قادراً على الوصول إلى سرعات 1.7 طول جسم في الثانية.
ويوضح بين، أن روبوتات الفراشة تستمد قوتها في السباحة من أجنحتها، التي تكون «ثنائية الثبات»، مما يعني أن للأجنحة حالتين مستقرتين مستمدتين من مشبك الشعر، ومتصلة بجسم سيليكون ناعم، ويتحكم المستخدمون في التبديل بين الحالتين المستقرتين في الأجنحة عن طريق ضخ الهواء في الغرف داخل الجسم، وعندما تنتفخ هذه الحجرات وتنكمش، ينحني الجسم لأعلى ولأسفل، مما يجبر الأجنحة على الانقلاب معها ذهاباً وإياباً.
ويضيف: «ركزت معظم المحاولات السابقة لتطوير روبوتات السباحة على استخدام المحركات لتزويد الأجنحة بالطاقة مباشرة، لكن نهجنا يستخدم أجنحة ثنائية الاستقرار يتم تحريكها بشكل سلبي عن طريق تحريك الجسم المركزي، وهذا تمييز مهم، لأنه يسمح بتصميم مبسط، مما يقلل من الوزن».
ويحتوي روبوت الفراشة الأسرع على «وحدة قيادة» واحدة - الجسم الناعم - تتحكم في كلا جناحيه، وهذا يجعله سريعاً جداً، ولكن من الصعب الدوران يساراً أو يميناً، ويحتوي روبوت الفراشة القابل للمناورة بشكل أساسي على وحدتي قيادة، متصلتين جنباً إلى جنب، ويسمح هذا التصميم للمستخدمين بمعالجة الأجنحة على كلا الجانبين، أو «رفرفة» جناح واحد فقط، وهو ما يمكنه من القيام باستدارة حادة.