محققان دانشگاه استنفورد موفق به ساخت یک ربات پرنده کوچک شده‌اند که می‌تواند با کمک وینچ‌های قوی وزنه‌های سنگین را بگیرد و بلند کند. در ساخت ربات پرنده از دو اختراع قبلی گروه سازنده یعنی چسب gecko و میکرواسپین هم استفاده شده است.

درهای بسته فقط یکی از انواع موانعی هستند که این ربات پرنده کوچک با نام FlyCroTug می‎‌تواند از آنها عبور کند. دوتا از این ربات‌های FlyCroTug که با فناوری‌های چسبندگی جدید پوشانده شدند و توانایی تکان دادن و کشیدن اجسام اطراف‌شان را دارند، به راحتی می‌توانند دستگیره یک در بسته را بکشند و در را باز کنند!

ربات‌های FlyCroTug در واقع نوعی وسیله نقلیه هوایی هستند که محققان آنها را برای فرود آمدن خودکار روی سطوح مختلف طراحی کرده‌اند. برای اینکه ربات پرنده بتواند روی هر سطحی فرود بیاید، از یک نوع چسب جدید که با الهام از پاهای مارمولک طراحی شده استفاده شده است.

ربات FlyCroTug با این مکانیزم اتصال و چسبندگی می‌تواند اجسام تا ۴۰ برابر وزن خودش را بکشد؛ این اجسام می‌توانند دستگیره در بسته در این سناریو و یا دوربین و بطری‌های آب در شرایط اضطراری باشند. برای اینکه درک بهتری از قدرت بالای این ربات داشته باشید، باید بدانید ربات‌های مشابه با کمک نیروی آیرودینامیکی فقط تا دو برابر وزن خودشان بار حمل می‌کنند.

متیو استارادا فارغ‌التحصیل دانشگاه آکسفورد و عضو ارشد گروه تحقیقاتی درباره این ربات پرنده می‌گوید: «وقتی یک ربات کوچک باشید، دنیا برای شما پر از موانع ریز و درشت خواهد بود. ما با ترکیب نیروی آیرودینامیکی وسایل نقلیه هوایی و نیروهای متقابل ناشی از مکانیزم‌های متصل موفق به ساخت یک ربات قدرتمند، سیار و بسیار کوچک شدیم که قابلیت عبور از بسیاری از موانع را دارد.»

گروه سازنده معتقد است اندازه کوچک ربات پرنده FlyCroTug باعث می‌شود بتواند در تنگ‌ترین فضاها و در نزدیک‌ترین فاصله ممکن از انسان‌ها پرواز کند. همین ویژگی ربات FlyCroTug را به یک ربات امدادی برای عملیات‌های امداد و نجات تبدیل می‌کند. این ربات‌ها در حین حمل بار خیلی محکم به سطح زیری می‌چسبند و بنابراین می‌توانند تکه‌های آوار را جابجا کنند یا برای بررسی وضعیت آوار دوربین کار بگذارند.

در ساختنی بخوانید :
روش جدید هک ضربان ساز قلب هوشمندتر و خطرناک‌تر از همیشه!

طبیعت منبع الهام تمام اجزای ربات پرنده است

به هر کدام از اجزای ربات پرنده FlyCroTug که نگاه کنید، ردی از طبیعت خواهید دید. محققان که به دنبال ساخت وسیله نقلیه هوایی سریع، کوچک و با قدرت مانور بالا بودند که بتواند وزنه‌های سنگین را هم جابجا کند، سراغ زنبورهای بی‌عسل رفتند.

مارک کاتکوسکی، استاد مهندسی مکانیک و یکی از اعضای تیم سازنده درباره علت انتخاب زنبورها می‌گوید: «زنبورها می‌توانند خیلی سریع به سمت یک تکه غذا پرواز کنند و اگر آن غذا برای بلند کردن خیلی سنگین باشد، آن را روی زمین می‌کشند. همین رفتار زنبورهای بی‌عسل منبع الهام اولیه ما در رویکرد طراحی ربات پرنده FlyCroTug بود.»

محققان مطالعات علمی درباره گرفتن و حمله طعمه توسط زنبورهای بی‌عسل را مطالعه کردند تا نسبت ماهیچه‌های پروازی به جرم کل را پیدا کنند. به این ترتیب مشخص می‌شود زنبور طعمه را با خودش حمل می‌کند یا روی زمین می‌کشد. ضمن اینکه نحوه اتصال زنبورها به سطوح مختلف هم مورد مطالعه قرار گرفت تا در طراحی قابلیت‌های ربات منظور بشوند.

ربات پرنده برای چسبیدن به سطوح نرم از گریپر gecko استفاده می‌کند؛ یک نوع ماده چسبی غیرچسبناک که ساختار پیچیده پای مارمولک خانگی را تقلید می‌کند و با ایجاد نیروی بین مولکولی بین چسب و سطح ربات را ثابت نگه می‌دارد. برای سطوح سخت هم ۳۲ میکرواسپین به بدنه ربات اضافه شد؛ یک سری ستوت فقرات شبیه به قلاب ماهیگیری که می‌توانند به صورت انفرادی به برجستگی‌های روی سطح چفت بشوند.

هر ربات FlyCroTug یک وینچ به همراه کابل و چسب gecko یا میکرواسپین دارد تا بتواند روی سطوح مختلف حرکت کند. در کنار این روش‌های اتصال کارآمد و پیشرفته، این ربات پرنده تا حد زیادی قابل تنظیم و دستکاری است. جای گریپرها بسته به محل فرود روی سطح قابل تغییر است و محققان می‌توانند اجزای جدیدی برای حرکت روی زمین – مثل چرخ – به ربات اضافه کنند. گردآوری تمام این ویژگی‌ها در یک وسیله نقلیه هوایی کوچک و فقط با دوبرابر وزن یک توپ گلف دستاورد بسیار مهمی محسوب می‌شود.

داریو فلورانو یکی دیگر از طراحان ربات پرنده است که درباره ویژگی‌های جدید ربات می‌گوید: «مردم پهپادها را به عنوان ماشین‌هایی می‌شناسند که پرواز می‌کنند و محیط اطراف را رصد می‌کنند اما حشره‌های پرنده کارهای بیشتری را در حین پرواز انجام می‌دهند. این حشرات در حین پرواز راه می‌روند، سنگ‌نوردی می‌کنند، طعمه حمل می‌کنند و حتی چیزی می‌سازند و البته حشرات اجتماعی حتی می‌توانند با نیروهای مختلف همیاری کنند. ما هم با ساخت ربات FlyCroTug نشان دادیم پهپادها هم می‌توانند در حین پرواز کارهای مختلف انجام بدهند و در همکاری با یکدیگر وظایفی را اجرا کنند که پیشتر توسط ماشین‌های بزرگتر انجام می‌شد.»

ربات پرنده FlyCroTug یک دستاورد متفاوت است

این روزها پهپادها و ربات‌های پرنده کوچک بسیار شایع هستند اما FlyCroTug – با توانایی حرکت خودکار، فرود آمدن و کشیدن اجسام سنگین – موقعیت متفاوتی نسبت به سایر ربات‌های کوچک دارد.

در ساختنی بخوانید :
این سیاهچاله چرخان به اطرافش قطرات پلاسما پرتاب می‌کند!

آزمایشگاه‌های زیادی در سرتاسر جهان روی پهپادهای کوچک یا وسایل نقلیه هوایی کار می‌کنند اما وقتی دنبال اختراعی بگردید که بتواند با محیط اطراف تعامل فیزیکی داشته باشد، چیز زیادی دستگیرتان نمی‌شود.

محققان دانشگاه استنفورد موفق شدند با کمک دو ربات FlyCroTug یک در بسته را باز کنند. همچنین موفق به پرواز دادن ربات روی یک سازه تخریب شده و جاسازی دوربین داخل سازه شده‌اند. در مرحله بعدی هم قصد دارند قابلیت کنترل و پرواز مستقل را به ربات اضافه کنند و چندتا ربات را به صورت همزمان و هماهنگ به پرواز دربیاورند. به نظر می‌رسد این مقدار توانایی یک ربات میکرو در تعامل فیزیکی با محیط اطراف به همین جا ختم نشود و در آینده خبرهای بیشتری از ربات پرنده FlyCroTug بشنویم.

منبع