ينشئ مهندسو جامعة بيتسبرغ روبوتات مستوحاة من الحشرات يمكنها مراقبة المواقع التي يصعب الوصول إليها.
يمكن لهذه المخلوقات القديمة أن تضغط من خلال أصغر الشقوق ، وتتناسب بشكل مريح مع المساحات الضيقة والبقاء على قيد الحياة في البيئات القاسية: لا توجد العديد من المساحات المحظورة على الحشرات.
لهذا السبب ابتكر الباحثون في جامعة بيتسبرغ روبوتات صغيرة مستوحاة من الحشرات يمكنها تنفيذ المهام في الأماكن التي يصعب الوصول إليها والبيئات غير المضيافة.
قال جونفينج جاو ، الذي قاد العمل كطالب دكتوراه في الهندسة الصناعية في كلية سوانسون للهندسة: “يمكن استخدام هذه الروبوتات للوصول إلى المناطق المحصورة للتصوير أو التقييم البيئي ، أو أخذ عينات من المياه ، أو إجراء تقييمات هيكلية”. “في أي مكان تريد الوصول إلى الأماكن المحصورة – حيث يمكن أن ينتقل الخطأ ولكن لا يمكن لأي شخص – أن تكون هذه الأجهزة مفيدة.”
بالنسبة للعديد من الكائنات التي يقل حجمها عن حجم معين – مثل النمل المصيدة ، والجمبري والبراغيث – فإن القفز عبر سطح هو أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الزحف. تم تكرار تلك الحركات الاندفاعية في الروبوتات ، والتي تتكون من عضلة بوليمرية صناعية.
أوضح إم. رافي شانكار ، أستاذ الهندسة الصناعية في بيت الذي قاد مختبره البحث. “عادةً ما يكون التنشيط في العضلات الاصطناعية التي نتعامل معها بطيئًا إلى حد ما. لقد انجذبنا إلى السؤال ، “كيف نأخذ هذه العضلة الاصطناعية ونستخدمها لتوليد حركة القفز بدلاً من التشغيل البطيء؟”
تكمن الإجابة في التفاعل بين الترتيب الجزيئي والهندسة.
“الشكل المركب المنحني لعضلة البوليمر يسمح لها ببناء الطاقة عند تشغيلها. قال محسن تبريزي ، مؤلف مشارك في الدراسة وطالب دكتوراه في الهندسة الصناعية في مدرسة سوانسون: “إن الطريقة التي تتماشى بها الجزيئات في العضلات تستلهم من العالم الطبيعي ، حيث يعمل تشغيلها المشترك على بناء الطاقة في الهيكل”. “يتم تحقيق ذلك باستخدام ما لا يزيد عن بضعة فولتات من الكهرباء.”
تتيح الحركة متعددة الاستخدامات والهيكل الخفيف للروبوتات – التي تكون بحجم صرصور الليل تقريبًا – التحرك على طول الأسطح المتحركة مثل الرمل بسهولة مثل الأسطح الصلبة ، وحتى القفز عبر الماء.
