محققان در حال ساخت یک ربات شنا هستند که در سنگر ماریانا کار می کند


محققان در حال ساخت یک ربات شنا هستند که در سنگر ماریانا کار می کند

وسایل نقلیه کنترل شده از راه دور نحوه اکتشاف و بهره برداری از اقیانوس را تغییر داده اند. آنها می توانند بسیار بیشتر از افراد استخدام شده توسط انسانها بهره برداری کنند ، به مناطقی بروند که خطر افراد را مجبور به فرار کند و به اعماقی برسند که تعداد کمی از شناورها بتوانند شخص را به آنجا برسانند. با این حال ، قسمت عمده ای از سخت افزار توسط محفظه ای اشغال شده است که می تواند مواردی مانند باتری و الکترونیک را از فشار عمیق محافظت کند.

اما این ممکن است کاملاً ضروری نباشد ، براساس گزارشی در ماهیت امروز. در آن ، تیمی از محققان چینی سازگاری سخت افزار را به گونه ای توصیف کردند که بتواند یک ربات با بدن نرم را در اعماق اقیانوس کنترل کند. محققان سپس ربات را با فاصله 10 کیلومتری از سنگر ماریانا راندند و نشان دادند که در حال کار است.

نرم می شود

از ربات ها نام ببرید و برای بسیاری از افراد اولین چیزی که به ذهن خطور می کند مجموعه های فلزی و سیم کشی هستند که مواردی مانند اطلس های رقصنده از بوستون رباتیک را تشکیل می دهند. اما طی دهه گذشته ، بسیاری از محققان نشان داده اند که تمام این سخت افزار سخت کاملاً ضروری نیست. ربات های بدن نرم همچنین کار می کنند و می توانند کارهای جالبی مانند حفاری در فضاهای تنگ یا ترکیب سلول های زنده در ساختار آنها انجام دهند.

پیوندهای بین زیست شناسی و رباتیک از طرق دیگری می تواند مبهم باشد و شکل و رفتار این ربات ها اغلب مستقیماً از زیست شناسی الهام گرفته شده است.

به نظر می رسد این اتفاق با آهنگ جدید در Nature رخ داده است. محققان می گویند آنها از گونه های حلزون الهام گرفته شده اند که در سنگرهای عمیق اقیانوس بیش از هشت کیلومتر از سطح زمین پیدا شده اند. به نظر می رسد حلزون ها با فشاری که وجود دارد سازگاری غیرمعمولی دارند: جمجمه آنها کاملاً بسته نمی شود. به نظر می رسد با مواد سخت کمتر برای خرد کردن ، ماهی ها می توانند بهتر با شرایط عمق سازگار شوند.

به نظر می رسد که ربات با بدنه نرم این نوع انعطاف پذیری را امکان پذیر می کند. اما روبات ها به مواردی مانند منابع تغذیه ، درایوها ، الکترونیک کنترل و سایر سخت افزارهای جامد نیاز دارند. در حالی که برخی از نسخه ها با بدنه نرم تمام مواد سخت را در خارج نگه می دارند و به سادگی سیگنال های قدرت و کنترل را به ربات می فرستند ، محققان در اینجا سعی دارند چیزی را به تنهایی ایجاد کنند – چیزی نزدیک به یک وسیله نقلیه کنترل از راه دور. این امر مستلزم بازنگری در نحوه مونتاژ سخت افزار یک ربات با بدنه نرم است.

تنظیمات را انجام دهید

بدیهی است که باتری های لیتیوم فشار زیادی ندارند. اما این در مورد الکترونیک درست نیست. ما معمولاً همه چیزهایی را که لازم داریم قرار می دهیم – پردازنده ها ، مبدل های برق ، سخت افزار کنترل و غیره. – روی یک تخته آزمایش یکی از این بردها تحت فشار نشان داد که خرابی سخت افزار معمول است و این خرابی ها معمولاً در محل اتصال اجزای برد اتفاق می افتد.

بنابراین محققان تخته را تا حد ممکن تقسیم کردند. آنها اجزای مختلف را روی تخته های جداگانه قرار می دهند ، آنها را در مکان های مختلف بدن ربات قرار می دهند و آنها را با سیم های انعطاف پذیر متصل می کنند. و برای اجزایی که نمی توان آنها را روی تخته های جداگانه قرار داد ، محققان تخته های بزرگتری را طراحی کرده اند تا به اجزا اجازه دهد فضای بیشتری بین آنها وجود داشته باشد. به طور کلی ، این باعث کاهش 6 برابر استرس در صفحه می شود.

مورد دیگری که نیاز به بازنگری داشت ، مکانیزم پیشرانه بود که مانند عضلات یک ربات نرم عمل می کرد و باعث چرخش باله های آن می شد. مانند بسیاری دیگر از ربات های نرم ، آنها با یک پلیمر انعطاف پذیر ساخته می شوند که در پاسخ به جریان اعمال شده منبسط و منقبض می شوند. یک ماده معمولی که برای این کار استفاده می شود ، به جریاناتی با انقباض نزدیک به 20 درصد از طول خود پاسخ می دهد. متأسفانه ، قرار دادن همان ماده در فشار بالا و درجه حرارت پایین ، معمول در اعماق اقیانوس ، و این رقم به زیر 3 درصد می رسد ، که برای رانش باله های ربات کافی نیست.

محققان ماده مقید شده ای را یافتند که به طور معمول به طور م workثر کار نمی کند (پاسخ آن به یک سویه فقط 13 درصد بود). اما این واکنش در یک محیط سرد و پر فشار تقریباً به آن افت نکرده و 7 درصد ته نشین شده است. گرچه عالی نیست اما برای کنترل باله های ربات کافی است.

آزمایش کردن ، آزمایش کردن

به طور کلی ، این طراحی دارای کلیه وسایل الکترونیکی در بدنه ربات است که یک دم در پشت آن امتداد دارد که تقریباً به اندازه بدنه است. هر طرف دو باله بزرگ دارد که می تواند به بالا و پایین خم شود. غشای نازک و انعطاف پذیر متصل به پروانه به تأمین پیشرانه کمک می کند. به طور کلی طول ربات حدود 22 سانتی متر است و از نوک باله تا نوک باله 28 سانتی متر فاصله دارد. “عضله” ماهی در محل اتصال بدن و باله قرار می گیرد. انقباض آن باعث می شود که باله نسبت به بدن پایین بیاید.

در ویدئوی زیر می توانید آن را عملی مشاهده کنید. اگرچه دقیقاً یک موشک در آب نیست ، اما به وضوح از نقطه شلیک در حال دور شدن است.

https://www.youtube.com/watch؟v=2hVjTG4aYyE

این ربات از کنار دریاچه سر می خورد.

این آزمایش حدود 70 فوت پایین دریاچه انجام شد. بیشتر آزمایشات اولیه در آنجا یا در مخزن فشار قوی در دانشگاه انجام شده است. اما پس از عبور از کنار آنها ، این ربات 3 کیلومتری به دریای جنوب چین منتقل شد و به او اجازه داده شد تا توانایی های شنای خود را در آنجا نشان دهد. سپس ، در آخرین آزمایش استرس ، ربات با یک کوه با تجهیزات به انتهای سنگر ماریانا ، بیش از 10 کیلومتری سطح اقیانوس ، صعود کرد. اگرچه محققان خطر آزاد کردن آن برای شنای رایگان را نداشتند ، اما آنها نشان دادند كه درایوها مطابق انتظار عمل می كنند و باله ها به گونه ای تكان می خورند كه در صورت آزاد شدن ، پیشرانه را نیز فراهم كنند.

این تقریباً جایگزین سخت افزارهای مقاوم و مقاوم در برابر فشار نیست که در حال حاضر در پرسه زدن در اقیانوس ها داریم. از یک طرف ، باتری داخلی ربات حتی یک ساعت کار را پشتیبانی نمی کند. و حداقل تاکنون از طرح کنترل هیچ کاری پیچیده تر از شنا کردن آن به صورت دایره ای (که می تواند به راحتی با چرخاندن یکی از پره ها بیشتر از دیگری انجام شود) خواسته نشده است. سرانجام ، محققان هیچ گزینه ای برای کنترل عمق ربات معرفی نکردند.

هنوز هم کار می کند و نمایانگر این است که بدن نرم به معنای محدود شدن این ربات ها به یک محیط متوسط ​​نیست.

Nature ، 2021. DOI: 10.1038 / s41586-020-03153-z (برای DOI).


منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*