به گزارش رکنا، تیمی از پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) و مؤسسه فدرال فناوری لوزان (EPFL) نخستین ربات در ابعاد یک پرنده را توسعه دادهاند که قادر است چرخه کامل حرکت میان آب و هوا را انجام دهد. این ربات ۲۵۰ گرمی با الهام از پرندگان آبزی مانند کاکاییها و پنگوئنها طراحی شده و بدون استفاده از پروانه یا سازوکارهای پیچیده جمعشونده، تنها با کمک بالهای خود میان دو محیط جابهجا میشود.
در طبیعت، دهها گونه از پرندگان میتوانند پس از شیرجه زدن در آب برای شکار، دوباره به آسمان بازگردند؛ اما ساخت یک ماشین با توانایی مشابه، چالشی بزرگ برای مهندسان بوده است. دلیل اصلی این دشواری، تفاوت شدید میان آب و هواست؛ چرا که آب حدود ۸۰۰ برابر چگالتر از هواست و ربات باید بتواند با این تغییر ناگهانی شرایط سازگار شود.
برای حل این مشکل، پژوهشگران از بالهای انعطافپذیر و سامانه کنترل دقیق سرعت بالزدن استفاده کردهاند. بالهای ربات در زیر آب تا ۹۰ درجه خم میشوند تا فشار وارد بر موتور کاهش پیدا کند و حرکت مؤثرتری ایجاد شود. در هوا، بالها میتوانند تا ۱۱ بار در ثانیه حرکت کنند، در حالی که هنگام شنا در آب سرعت بالزدن کاهش مییابد.
یکی دیگر از ویژگیهای مهم این ربات، داشتن «شناوری خنثی» است؛ یعنی نه به سطح آب بازمیگردد و نه به عمق فرو میرود. این قابلیت باعث میشود انرژی کمتری مصرف شود و باتری ربات دوام بیشتری داشته باشد.
سختترین بخش طراحی، لحظه خروج از آب و بازگشت به پرواز بود. این ربات میتواند با انجام ۸ تا ۱۰ حرکت بال، در کمتر از یک ثانیه از آب خارج شود. با این حال، موفقیت این فرآیند به عوامل دقیقی مانند میزان انعطافپذیری بالها، شکل دم و زاویه خروج از آب بستگی دارد.
پژوهشگران دریافتند که بالها باید نه بیش از حد سفت و نه بیش از اندازه انعطافپذیر باشند. همچنین دم ربات باید کوتاه و نزدیک به بدنه قرار گیرد و بهترین زاویه برای خروج از آب حدود ۷۰ درجه است؛ زیرا زاویه نامناسب میتواند باعث از دست رفتن تعادل و سقوط دوباره ربات به داخل آب شود.
این ربات تنها یک دستاورد مهندسی نیست؛ بلکه میتواند به دانشمندان در مطالعه رفتار پرندگان دریایی نیز کمک کند. آزمایشها نشان دادهاند که برخی پرندگان ممکن است برای افزایش سرعت در زیر آب، شکل و طول بالهای خود را تغییر دهند. همچنین بررسیها نشان داده است که در مسیرهای طولانیتر از حدود ۱۵ متر، پرواز میتواند نسبت به شنا انرژی کمتری مصرف کند.
هزینه ساخت این ربات حدود ۳۰۰ دلار اعلام شده و طراحی آن بهصورت متنباز منتشر شده است تا پژوهشگران و علاقهمندان بتوانند آن را با چاپگر سهبعدی تولید کنند. با این حال، نسخه فعلی هنوز کاملاً خودکار نیست و برای شروع حرکت به پرتاب دستی نیاز دارد.
توسعه قابلیت ناوبری خودکار، افزایش برد حرکتی، بهبود عملکرد در آب شور و افزایش دوام باتری، از اهداف بعدی تیم سازنده است.
پژوهشگران امیدوارند در آینده از این رباتها برای پایش محیطزیست دریایی استفاده کنند؛ بهگونهای که بتوانند از ساحل یا قایق به پرواز درآمده، در نزدیکی مناطق حساس مانند یخچالهای طبیعی یا زیستگاههای دریایی فرود بیایند، نمونهبرداری کنند و دادهها را با هزینهای کمتر از روشهای سنتی به پژوهشگران منتقل کنند.
