این پژوهش، در مجله “Science Advances” به چاپ رسید.
ربات‌های پروانه‌ای، قدرت شنا کردن را از بالهای خود می‌گیرند که «بایاستابل» هستند. به این معنی که بالها دو حالت پایدار دارند. بال آنها شبیه به گیره مو است. گیره مو تا زمانی که مقدار معینی انرژی را با خم کردن آن اعمال، پایدار است. زمانی که مقدار انرژی به نقطه بحرانی می‌رسد، به شکل دیگری در می‌آید که آن هم پایدار است.
در ربات‌های پروانه‌ای، بالهای بایاستابل الهام گرفته شده از بدنه‌های نرم و سیلیکونی متصل می‌شوند. کاربران، انتقال بین دو حالت پایدار در بالها را با پمپاژ هوا به داخل محفظه‌های درون بدنه نرم‌افزار کنترل می‌کنند. با پمپاژ هوا به داخل محفظه‌ها، بدنه به بالا و پایین خم می‌شود و بالها را باید می‌کند تا همراه با آن به جلو و عقب بروند.
پژوهشگران “دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی” با الهام از سفره‌ماهی، اولین نمونه از سریع‌ترین ربات نرم‌افزار را ابداع کرده‌اند.
«ییندینگ چی»، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: پژوهشگرانی که آیرودینامیک و بیومکانیک را مطالعه کردند، «عدد استروهال» (شماره استروهال) را برای ارزیابی انرژی کارآیی حیوانات در حال پرواز و شنا به کار می‌برند. ماشین راندمان زمانی اتفاق می‌افتد که حیوانی با عدد استروهال بین 0.2 تا 0.4 شنا یا پرواز کند. هر دو ربات پروانه‌ای ما دارای اعداد استروهال در این محدوده بودند.
این ربات پروانه‌ای سریع، تنها یک واحد محرک دارد. واحد محرک، بدنه نرمی است که هر دو بالربات را کنترل می‌کند. این باعث می شود که ربات بسیار سریع اما به سختی به چپ یا راست بپیچید. طراحی ویژه ربات، به کاربران امکان می‌دهد تا بالها را در هر دو طرف تنظیم کنند یا فقط یک بال را به حرکت درآورند تا امکان چرخش‌های سریع فراهم شود.
به گزارش ایسنا و به نقل از وب‌سایت رسمی “دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی” (ایالت NC)، پژوهشگران با الهام از بیومکانیک “سفره‌ماهی دیو”(Manta ray)، یک ربات نرم‌افزار اجرا شده‌اند که می‌توانند بیش از چهار برابر سریعتر از ربات‌های شناگری که پیشتر ابداع شده‌اند، شنا کنند. این ربات‌ها، «ربات‌های پروانه‌های» نامیده می‌شوند زیرا حرکت آنها شبیه به حرکت بازوهای یک انسان هنگام شنای پروانه است.
“جی یین”، دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و از محققان این پروژه گفت: تا به امروز، ربات های نرم شناگر قادر به شنا کردن سریعتر از یک “طول بدن در زمین”(BL/s) ) نبوده‌اند اما موجودات دریایی مانند سفره‌ماهی دیو می‌توانند بسیار سریعتر و کارآمدتر شوند. ما تصمیم بگیریم از بیومکانیک این موجودات استفاده کنیم تا ببینیم که آیا می‌توانیم ربات‌های سریعتر و کارآمدتری را بسازیم. اولین نمونه‌هایی که ما ابداع کرده‌ایم، بسیار خوب کار می‌کنند.
انتهای پیام
پژوهشگران، دو نوع ربات پروانه‌های ساختند. یکی از آنها که به طور ویژه برای ساخته شده است، می‌توان به سرعت بدن در طول 3.74 در ثانیه رسید. دومین ربات به گونه‌ای طراحی شده است که قابلیت مانور بالایی داشته باشد و چرخش‌های تندی را به راست یا چپ انجام دهد. اولین نمونه از این ربات به سرعت ۱.۷ طول بدن در دست است.