ساخت یک میکروربات با الهام از دینامیک بال سوسک کرگدنی/ ویدئو_صبح سریع

به گزارش تک اکسپلور، دینامیک‌های بال گونه‌های حیوانات پرنده الهام قسمت چند سامانه رباتیک پرنده بوده است. در حالی که پرندگان و خفاش‌ها با منفعت گیری از نیروی تشکیل شده توسط عضلات سینه و بال، بال های خود را تکان خواهند داد، شناخت مقداری از فرایندهای دخیل در حرکت بال تعداد بسیاری از حشرات وجود دارد.

دراین حال محققان در «مدرسه فدرال پلی‌تکنیک لوزان» سوئیس و دانشگاه «کونکاک» کره جنوبی در این عرصه تحقیق کردند که حشرات گیاهخوار موسوم به سوسک کرگدنی (rhinoceros beetles) چطور بال های خود را به کار می‌گیرند و جمع می‌کنند.

سپس یافته‌های آنها در این تحقیق که در مقاله‌ای در نشریه «نیچر» انتشار شده است، برای ساخت یک میکروربات بال‌زننده تازه منفعت گیری شد. این ریزربات تازه می‌تواند بی اختیار (passively) و بدون نیاز به فعال‌کننده‌ها (actuators)، بال‌های خود را باز و بسته کند.

«هوانگ – وو فان» مولف مهم این مقاله او گفت: این باور وجود دارد که حشرات از جمله سوسک‌ها همانند پرندگان و خفاش‌ها از عضلات قفسه سینه برای باز کردن و به کارگیری فعالانه و بستن بال های خود منفعت گیری می‌کنند. اما راه حلهای ثبت یا نظارت بر فعالیت عضلانی تا این مدت اشکار نمی‌کند سوسک‌ها از چه عضلاتی برای باز و بسته کردن بال‌های خود منفعت گیری می‌کنند این چنین نمی توانند چگونگی انجام این کار را توضیح دهند.

بال‌های عقبی سوسک‌ها همانند به ساختارهای اریگامی قابل تا شدن می باشند و می‌توانند در زمان استراحت دقیق تا و زیر لایه پوششی بال (elytra) جمع بشوند و در زمان پرواز نیز بطور بی‌اختیار باز بشوند. ازاین رو تعداد بسیاری از مطالعات قبلی با مقصد پیروی از دینامیک بال‌های سوسک در ربات‌ها، از ساختارهای اریگامی همانند منفعت گیری کردند بدون این که دقت کافی به حرکات در پایه بال‌های عقبی داشته باشند.

فان گفت: این تحقیق در ادامه کار قبلی من است که سال ۲۰۲۰ در نشریه نیچر انتشار شد که ما در آنجا کارکرد جذب کننده شوک را در بال‌های عقبی سوسک‌های کرگدنی در برخوردهای زمان پرواز کشف کردیم. وی در بازدید‌های خود درمورد سوسک‌های کرگدنی مشاهده کرد این حشرات می‌توانند از پوشش بال خود و نیروهای بال زدن خود برای بکار گیری بی‌اختیار بال های عقبی برای پرواز منفعت گیری کنند. در آخر پرواز هم از پوشش بال برای جمع کردن بال‌های عقبی منفعت گیری می‌کنند و هر دوی این کارها در ماهیت خود غیرارادی می باشند و در بر دارنده منفعت گیری از عضلات قفسه سینه نیستند.

وی او گفت: ما با اجرای این مکانیسم غیرارادی در ربات‌های بال زننده برای اولین بار نشان دادیم که بر خلاف ربات‌های بال‌دار جاری که بالهای خود را در شکلی کاملا گشوده نگاه می‌دارند، ربات ما می‌تواند در زمان استراحت بال خود را در امتداد بدن جمع کند و غیرارادی از بال‌های خود برای پرواز منفعت گیری کند.

این محققان از یافته‌های خود برای ساخت یک ریزربات ۱۸ گرمی بال‌دار منفعت گیری کردند. این یافته‌ها جهت ساخت رباتی با شباهت زیاد تر به حشرات شده است. این کار جهت افت گمان صدمه دیدن ربات و تحکیم قابلیت تحرک ربات در مکان‌های تنگ و باریک میشود.