تولید بال‌های یدکی بی‌نقص برای حشرات آسیب‌دیده / فیلم

محبوبه عمیدی: دارپا یا سازمان پروژه‌های تحقیقاتی دفاعی پیشرفته ایالات متحده وابسته به پنتاگون، چندین سال است که دارد روی ربات‌های بسیار‌کوچک پرنده کار می‌کند. این حشرات روباتیک می‌توانند برای اجرای عملیات تجسس در غارها یا مکان‌های دیگری که از دسترس انسان دور هستند، به کار گرفته شوند.

هاد لیپسون از دانشگاه کرنل در ایتاکا، نیویورک می‌گوید: «علم در حال حاضر موفق به ساخت هلیکوپترهای مینیاتوری شده است که بال نمی‌زنند. کوچک‌تر کردن ابعاد فعلی این هلکوپترها نیاز به تعریف قوانین تازه‌ای دارد و مطمئنا این در مورد حشراتی که باید بال بزنند به مراتب پیچیده‌تر است».

به گزارش نیوساینتیست، استفاده از چاپگرهای 3بعدی می‌تواند تحولی تازه در شناخت دینامیک پرواز این حشرات ایجاد کند. «با بال‌های ساخت این چاپگرها می‌توان مرحله‌به‌مرحله تکامل را تجربه کرد و به بال‌هایی بی‌نقص و بی‌اندازه سبک دست یافت».

اوریگامی و بال‌های مینیاتوری
ببینیم کدام ویژگی بال‌های ساخت چاپگر 3بعدی را منحصر‌به‌فرد می‌کند؟ ریشتر که همکار لیپسون است، می‌گوید: «با استفاده از این چاپگرها می‌توانیم تمامی پیچیدگی‌های بال و حتی تاخوردگی‌ها را به عرض تنها 16میکرومتر روی صفحات پلی‌استری به ضخامت 40 میکرومتر اجرا کنیم».

لیپسون می‌گوید: «مزیت دیگری این چاپگرها سرعت است. با استفاده از آنها ساخت چهار بال تازه از یک طرح جدید زیر یک‌ساعت زمان می‌برد».

از موتور و باتری‌های این ربات که بگذریم، سایر بخش‌ها که از چهار بال پلی‌استری کشیده‌شده روی سطح میله‌هایی از جنس فیبرهای کربنی تشکیل شده‌اند، تنها 3.89 گرم یعنی حدودا شش‌برابر کمتر از سبک‌ترین نمونه‌های قبلی وزن دارند. این حشره رباتیک کوچک می‌تواند حدود 85ثانیه با بال‌زدن کم‌و‌بیش در یک نقطه ثابت بماند.

در حال حاضر اطلاعات بسیار‌اندکی در مورد دینامیک پرواز این ربات‌ها وجود دارد. لیپسون و همکارانش با استفاده از این چاپگر سه‌بعدی طرح‌های متعددی از بال را اجرا خواهند کرد و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیکی که بر پایه انتخاب طبیعی استوار شده، به سرعت به تکامل بال‌ها نزدیک خواهند شد.

ریک رویسنیگ از دانشگاه فنی دلف که یکی از اعضای گروه سازنده DelFly Microکوچک‌ترین ربات پرنده جهان است، می‌گوید: «فکر می‌کنم به نتیجه نهایی نزدیک شده‌ایم».

بال‌های DelFly Micro دست‌ساز هستند. این حشره رباتیک کمی بیشتر از 3گرم وزن دارد و تنها قادر است رو به جلو حرکت کند. رویسینگ و همکارانش دارند با استفاده از تکنیک فلوسایتومتری و دوربین‌های بسیار‌سریع به تصویر‌برداری از جریان ذرات می‌پردازند تا با استفاده از مهندسی معکوس به دینامیک پرواز این ربات پرنده دست پیدا کنند.

شیوه لیپسون و همکارانش به مراتب مؤثرتر و سریع‌تر به نظر می‌رسد. آنها دارند با استفاده از فناوری راه چندین میلیون‌ساله تکامل را چند‌ساعته طی می‌کنند تا به بال‌هایی بی‌نقص برای حشرات دست پیدا کنند.