تست همراه اول

سرویس خبر
18 خرداد 1401 ساعت 17:07
0 نظر

 

ربات نیم‌ میلی‌متریِ خرچنگ‌نما با تغییر سریع و مداوم دما حرکت می‌کند

این ربات را با آلیاژهای حافظه‌دار ساخته‌اند؛ موادی که با کاهش دما تغییر شکل می‌دهند و با افزایش دما شکل اولیه خود را بازمی‌یابند.

مهندسان دانشگاه نورث‌وسترن ربات ریزی ساختند که پهنای آن نیم میلی‌متر است و با تابش لیزر از دور هدایت می‌شود. این ریزرُبات که شبیه خرچنگ نقاب‌دار طراحی شده است، خم می‌شود، جمع می‌شود، می‌خزد، برمی‌خیزد، راه می‌رود و تغییر جهت می‌دهد. اما جالب است که برای حرکت به برق، هیدرولیک یا سخت‌افزار پیچیده‌ای نیاز ندارد، بلکه نیروی موردنیاز خود را از خاصیت ارتجاعیش تامین می‌کند.

تصویری از ریزربات خرچنگ‌نما کنار سوزن

پژوهشگران در ساخت قسمت‌های خاص این ربات از آلیاژهای اصطلاحا حافظه‌دار (shape-memory alloy) استفاده کردند. این آلیاژها با کاهش دما تغییر شکل می‌دهند و وقتی دما تا حد خاصی افزایش می‌یابد، مجددا شکل اولیه‌ خود را بازمی‌یابند (اصطلاحا حالت اولیه خود را به یاد می‌آورند).

محققان برای گرم کردن این قسمت‌های خاص از پرتو لیزر بهره بردند، زیرا تابش لیزر دمای نقاط موردنظر را سریع افزایش می‌دهد. قسمت‌های خاص ربات در دمای عادی تغییرشکل می‌دهند و وقتی پرتو لیزر به آن‌ها می‌تابد، سریعاً به شکل اولیه‌شان بازمی‌گردند. اما چون ربات بسیار ریز است، خیلی زود خنک می‌شود و باز تغییرشکل می‌دهد و سپس با تابش دوباره لیزر، مجدداً شکل اولیه خود را بازمی‌یابد. با تداوم این روند یعنی با افزایش و کاهش مداوم دما، قسمت‌های مختلف ربات پیوسته تغییرشکل می‌دهند و نتیجتاً ربات را به حرکت درمی‌آورند.

شبیه‌سازی رایانه‌ای از حرکت میکرو-ربات خرچنگ‌نما
 

این ربات خرچنگ‌نما با پرتو لیزر از دور فعال می‌شود. جهت اسکن لیزری نیز جهت حرکت ربات را تعیین می‌کند؛ یعنی مثلا اسکن لیزری از چپ، سبب می‌شود ربات از راست به چپ حرکت کند.

یونگانگ هوانگ، استاد دانشکده مهندسی دانشگاه نورث‌وسترن که جنبه نظری پروژه را سرپرستی می‌کرد می‌گوید، با این شیوه ربات می‌تواند با سرعتی معادل نصف اندازه خود در ثانیه حرکت کند. انجام چنین کاری برای ربات‌های زمینی در مقیاسی چنین کوچک، بسیار چالش‌برانگیز است.

به‌گفته جان راجرز، استاد دانشکده مهندسی دانشگاه نورث‌وسترن و کسی که جنبه اجرایی پروژه را سرپرستی می‌کرد، چون این ربات ساختار بسیار ریزی دارد، سریع خنک می‌شود. پس در واقع، هر چه این نوع ربات‌ها کوچکتر باشند، سریع‌تر می‌توانند حرکت کنند.

تصویری از ریزرباتِ خرچنگ‌نما با عرض نیم میلی‌متر روی یک سکه (عکس از دانشگاه نورث‌وسترن)
 

با این روش می‌توان ربات‌هایی با شکل‌ها و اندازه‌های مختلف تولید کرد. این پروژه فعلا تحقیقاتی است اما از نظر محققان بعید نیست که با پیشرفت فناوری مذکور، بتوان در آینده ربات‌هایی در مقیاس میکرومتر ساخت تا در محیط‌های بسیار کوچک ماموریت‌های واقعی انجام دهند.

راجرز می‌گوید، می‌توانید میکرو-ربات‌هایی را تصور کنید که می‌توانند ساختارها یا ماشین‌های کوچک را تعمیر یا سرهم کنند یا در نقش دستیار جراح، رگ‌های مسدود شده را تمیز کنند تا خونریزی داخلی متوقف شود، یا تومورهای سرطانی را از بین ببرند.

اما چرا محققان دانشگاه نورث‌وسترن این ربات ریز را شبیه خرچنگ نقاب‌دار ساختند؟ خرچنگ‌های نقاب‌دار به‌پهلو حرکت می‌کنند و ظاهرا جذابیت حرکت‌شان سبب شد تا محققان ربات را چنین بسازند.



  18 خرداد 1401
0 نظر
5.00
  1 رای

نظرات کاربران

در حال بارگذاری