روبات های حشره چالاک تر می شوند + عکس

به گزارش سرویس علمی فناوری جام نیوز (7 مارس/ 17 اسفند)، محققان امیدوارند بتوانند با حل شدن این موضوع که سنجاقک‌ها چگونه با ظرافت و چالاکی خاصی در میان انبوه گل‌ها پرواز می‌کنند، روبات‌های بسیار کوچکی بسازند که قادر به تقلید روش‌های پروازی و مانوری سنجاقک‌ها باشند.

سازمان دفاعی ایالات متحده که بودجه این تحقیقات را تامین کرده، حامی طرح‌هایی است که هدف آنها تولید پرنده‌های بسیار کوچک برای انجام ماموریت‌های امداد و نجات، کشف و شناسایی و ماموریت‌های نظارت بر محیط زیست بدون به خطر انداختن زندگی انسان‌هاست.

این ابزارها معمولا با نام میکروابزارهای هوایی یا MAVs شناخته می‌شوند.

خصوصا برای انجام ماموریت‌های نظامی این میکروپرنده‌ها باید توانایی پرواز موفق در محیط‌های پیچیده شهری را، جایی که فضاهای تنگ و بادهای آشفته وجود دارد داشته باشند.

به این منظور روبات‌های پرنده باید بتوانند با سرعت بالایی گردش کنند، اما مشکلی که در این راه وجود دارد فقدان مانورپذیری این روبات‌هاست.

برای پرداختن به این نقص و برطرف کردن آن، محققان شروع به مطالعه سنجاقک‌ها کرده‌اند. معمولا حشرات وقتی ‌ پرواز می‌کنند قادر به انجام مانورهای خیره‌کننده پروازی هستند.

محققان بر این باورند که در مسیر طراحیMAVs چیزهای زیادی می‌توان از حشرات پرنده آموخت.

پروفسور راجات میتال ناظر این پروژه می‌گوید: این تحقیقات نه‌تنها به موضوعات مربوط به طراحی الهام گرفته از طبیعت می‌پردازد، بلکه نیم‌نگاهی هم به سوالات اساسی در زیست‌شناسی مربوط به محدودیت‌ها و توانایی‌های حشرات پرنده دارد.

با استفاده از دوربین‌های بسیار سریع، محققان توانستند چگونگی تغییر مسیر در اثر تغییر حالت بدن سنجاقک‌ها را مطالعه کنند. این تغییرات در گردش‌ها و چرخش‌های سریع هوایی کمک زیادی به سنجاقک‌ها می‌کند.

نتایج این تحقیق در نشست سالانه انجمن فیزیک آمریکا در بخش مکانیک سیالات ارائه شده و جایزه دوم نشست منطقه‌ای موسسه آمریکایی هوانوردی و فضانوردی را از آن خود ساخته است.

اسکیت بازها زمانی که می‌خواهند روی یخ سریع‌تر بچرخند دست‌ها را به بدن نزدیک می‌کنند و هنگامی که می‌خواهند سرعتشان را کم کنند، بازوها را از بدن فاصله می‌دهند.

این وضعیت باعث تغییر توزیع مکانی جرم بدن اسکیت باز شده و نهایتا باعث تعدیل ممان اینرسی می‌شود. این کار به نوبه خود به چرخش بدن اسکیت باز کمک می‌کند. یک حشره هم ممکن است قادر به انجام چنین کاری به کمک بدن و بال‌هایش باشد.

سرعت بال‌های سنجاقک به حدی است که با چشم غیرمسلح قادر به دیدن تاکتیک پروازی او نیستیم. پس برای ثبت دقیق مسیر و ترکیب بدن سنجاقک‌های رنگارنگ نیاز به دوربین‌های سریع با وضوح بالاست.

محققان این کار را به کمک دوربین‌هایی که قادر به ثبت 3000 فریم در ثانیه هستند، انجام دادند. بد نیست بدانیم ‌دوربین‌های معمولی بین 24 تا 60 فریم در ثانیه فیلم می‌گیرند.

محققان دوربین‌های خود را در داخل یک محفظه آکواریوم مانند بزرگ روی یک پایه ثابت قرار دادند. با رها کردن سنجاقک‌ها در این محفظه و به محض رسیدن آنها جلوی لنز دوربین، عکسبرداری آغاز می‌شد و به این ترتیب عکس‌های زیادی از مانور پروازی حشرات گرفته شد.

سنجاقک‌ها در هر ثانیه حدود 25 بار بال می‌زنند. چینش سه دوربین به محققان کمک می‌کرد ضمن ضبط تصاویر سه بعدی قادر به آنالیز کردن حرکت بال و فرم بدن سنجاقک‌ها شوند.

پیشتر دانشمندان معتقد بودند، جرم بسیار پایین بال‌های سنجاقک تاثیری در تغییرات توزیع مکانی بال‌ها نداشته و در پایداری و مانورپذیری سنجاقک بی‌تاثیر است.

اما اکنون به این نتیجه رسیدند که این باور صحیح نبوده یا حداقل برای حشراتی مانند سنجاقک درست نیست، تغییر در ممان اینرسی که با توزیع مکانی جرم مرتبط است نقش بسیار مهمی در پرواز سنجاقک‌ها دارد.