ربات حلقه‌ای خزنده خودکار با الاستومرهای کریستال مایع ساخته شد!!!

به گزارش مکاترونیک نیوز : محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی موفق به ساختن یک ربات حلقه‌ای شده اند که می‌تواند در معرض دمای بالا یا نور مادون قرمز بر روی سطوح بخزد. محققان نشان دادند که این “ربات حلقه‌ای” می توانند محموله کوچکی را بر روی سطوح ، در هوا یا زیر آب، حرکت دهد و همچنین می‌توانند حتی از شکافی کوچکتر از اندازه حلقه خود عبور کند.

ربات حلقه‌ای از الاستومرهای کریستال مایع به شکل یک نوار حلقه ای مانند دستبند ساخته شده است. زمانی که ربات حلقه‌ای روی سطحی با دمای حداقل 55 درجه سانتیگراد قرار می گیرد، بخشی از روبان که سطح را لمس می کند، فشرده می شود در حالی که قسمتی از روبان که در معرض هوا قرار می گیرد، فشرده نمی شود. (131 درجه فارنهایت) گرمتر از هوای اطراف. در نتیجه روبان شروع به چرخیدن می کند.

همچنین هنگامی که محققان نور مادون قرمز را به ربات حلقه‌ای می تابانند، قطعه ای از روبان که در معرض نور قرار می گیرد منقبض می شود و  بخشی از روبان که در معرض نور قرار می‌گیرد منقبض نمی شود. این امر باعث ایجاد یک حرکت چرخشی در روبان می شود.

در عمل حرکت ربات حلقه‌ای خزنده به این صورت است که  وقتی روی یک سطح داغ قرار می گیرد از پایین به بالا حرکت می کند و هنگامی که در معرض نور مادون قرمز قرار می گیرد، بر خلاف حالت قبل حرکت آن از بالا به پایین شروع می‌شود.

یکی از عواملی که باعث این حرکت ثابت می شود این واقعیت است که ربات های حلقه‌ای دو حالت پایدار دارند، یعنی در حالت استراحت دو شکل دارند. اگر روبان شروع به پیچیدن کند، یا به شکل اولیه خود باز می گردد و یا به شکل حالت پایدار دیگر خود پیش می‌روند.

یعنی تقریبا شبیه به یک دستبند لاستیکی به شکل روبان عمل می کنند. اگر  دو سر آن  کمی به سمت جلو تا شده و سپس رها شود، دستبند به شکل اولیه خود باز می گردد. با این حال، اگر انتها را به اندازه کافی تا شود،تعادل ذستبنذ به هم می خورد و دستبند به سمت بیرون می چرخد.

در مورد ربات‌های حلقه‌ای، “تا کردن” با قرار دادن الاستومر در معرض حرارت مداوم یا نور مادون قرمز انجام می‌شود و باعث انقباض و چرخش آن می‌شود. این عمل احتمالاً باعث می‌شود ربات حلقهای در صورت متقارن بودن در جای خود به رقص درآید.

جی یین، نویسنده مسئول مطالعه و دانشیار، مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی می‌گوید:

اما با مهندسی شکل حلقه، به طوری که یک طرف حلقه به طور دائمی پیچ خورده باشد، ساختار حلقه نامتقارن می شود.یعنی اینکه اگر حلقه به طور غیر یکنواخت در معرض گرما یا نور مادون قرمز قرار  بگیرد باعث می شود ربات نرم از پهلو در سراسر سطح حرکت کند.

وقتی ربات حلقه‌ای خزنده روی یک سطح داغ قرار می‌گیرد،شروع به کشیدن خود به جلو می کند.و اگر  در معرض نور مادون قرمز قرار بگیرد، ربات حلقه‌ای خزنده به جلو می‌رود (محرک چرخ جلو را در مقابل دیفرانسیل عقب مقایسه کنید).

ربات های حلقه‌ای توانایی کشیدن یک وزنه کوچک و عمل کردن در خشکی و هوای آزاد و همینطور محیط زیر آب را نشان دادند.

همچنین  دانشمنان نشان دادند که اگر ربات حلقه ای در یک مکان تنگ در حدود 30 دزصد بزرگتر از قطر ربات قرار بگیرد شکل بدن خود را سازگار با محیط می‌کند و اگر شکاف برای عبور ربات بسیار کوچک باشد ربات مسیر خود را تغییر داده و از آن دور می شود.

یائو ژائو، محقق فوق دکتری، دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی می‌گوید:

می‌توان گفت که این موضوع یک پیشرفت اساسی است، نه چیزی که با یک برنامه خاص طراحی شده باشد. ما نشان می‌دهیم که وقتی «هوش فیزیکی» در مواد مهندسی شود، چه کارههایی می‌توان انجام داد و به ربات اجازه می‌دهد بدون هیچگونه ورودی و محاسباتی در فضا حرکت کرده و راه خود را پیدا کند.

خبرنگار: مریم آموت سر

منبع خبر: www.azorobotics.ir