مکاترونیک نیوز | سوسک‌های سایبورگ، حشرهای رباتیکی قابل شارژ با ماژول سلول خورشیدی !!!

به گزارش مکاترونیک نیوز، یک تیم بین‌المللی به سرپرستی دانشمندان در گروه RIKEN (CPR) روشی را برای ساخت سوسک‌های سایبورگ، که با سیستم کنترل از راه دور کنترل می‌شوند ارائه داده است. این سیستم شامل یک ماژول کنترل بی‌سیم کوچک است که توسط یک باتری قابل شارژ متصل به یک سلول خورشیدی، تغذیه می‌شود. با استفاده از ابزارهای مکانیکی، حشرات ممکن است به لطف مواد انعطاف‌پذیر و وسایل الکترونیکی فوق‌العاده نازک و ظریف، بتوانند آزادانه حرکت کنند. نتایج در زمینه این تحقیقات‌ که در 5 سپتامبر 2022 در مجله Flexible Electronics منتشر شده است، به استفاده گسترده از حشرات مصنوعی کمک می‌کند.

دانشمندان تلاش کرده‌اند حشرات سایبورگ را به منظورکمک به بررسی مناطق خطرناک یا نظارت بر محیط، بسازند که البته این حشره‌های رباتیکی تا حدودی مانند حشرات و بیشتر ماشین هستند. با این حال، توانایی کنترل حشرات سایبورگ از راه دور برای استفاده از آنها در زمان‌های طولانی و استفاده طولانی مدت ضروری است.

این امر مستلزم استفاده از تکنولوژی کنترل بی‌سیم با قابلیت شارژ شدن می‌باشد، که با استفاده از باتری‌های قابل شارژ تعبیه شده در پاهای آن‌ها، امکان پذیر است. هیچ‌کس نمی‌خواهد تیمی از سوسک‌های روباتیک در حال دویدن باشند که به‌طور ناگهانی از کنترل خارج شوند، بنابراین شارژ کامل باتری آنها ضروری است. اگرچه ایستگاه‌های اتصال برای شارژ باتری می‌توانند ساخته شوند اما نیاز به بازگشت و شارژ مجدد، ممکن است در ماموریت‌هایی که باید بر طبق برنامه انجام شوند، تداخل ایجاد کند. برای اطمینان از اینکه باتری همیشه شارژ می‌شود، راه‌حل ایده‌آل این است که از یک سلول خورشیدی بر روی برد استفاده شود.

با این وجود گفتن این کار آسان تر از انجام آن است، برای این منظور این گروه تحقیقاتی مجبور شدند که از یک کوله پشتی ویژه، مجهز به ماژول‌ سلول خورشیدی فوق نازک استفاده کنند، که بتوانند ماشین‌آلات را برای مدت زمان طولانی متصل نگه دارند و در عین حال اجازه انجام حرکات طبیعی را به سوسک‌های رباتیکی بدهند تا با موفقیت بتوانند دستگاه‌ها را بر روی یک سوسک با سطح محدود قرار دهند.

این تیم تحقیقاتی به سرپرستی کنجیرو فوکودا ،( RIKEN CPR ) این کار را با استفاده از سوسک‌های ماداگاسکار به طول 6 سانتی‌متر انجام دادند. آنها از یک کوله پشتی مخصوص ساخته شده استفاده کردند که از مدل بدن یک سوسک الگوبرداری شده بود تا ماژول کنترل پای بی‌سیم و باتری لیتیوم پلیمری را بر روی حشره و به قفسه سینه متصل کنند.

تجهیزات الکترونیکی سخت به لطف کوله پشتی پلیمری الاستیک که به صورت سه بعدی پرینت شده بود و به طور بی عیب و نقصی روی سطح منحنی سوسک کشیده شده بود، توانست به مدت بیش از یک ماه به طور ایمن به قفسه سینه متصل شود که این کوله پشتی در سمت پشت شکم به همراه ماژول سلول خورشیدی آلی به ضخامت 0.004 میلی متر نصب شده بود.

کنجیرو فوکودا سرپرست تیم می‌گوید: ماژول سلول خورشیدی آلی فوق نازک نصب شده برروی بدن حشره توان خروجی 17.2 مگاوات را به دست می‌آورد که بیش از 50 برابر بیشتر از توان خروجی دستگاه‌های مدرن جمع آوری انرژی موجود در حشرات زنده است.

در حال حاضر، در سوسک های سایبورگ آزادی حرکت با استفاده از سلول خورشیدی آلی بسیار نازک و انعطاف پذیر و همچنین نحوه اتصال آن به حشره امکان پذیر شده است.

محققان دریافتند که با بررسی دقیق حرکات سوسک‌ها در محیط طبیعی، شکل شکم تغییر می‌کند و قسمت‌هایی از اسکلت بیرونی روی هم قرار می‌گیرند.آن‌ها نواحی چسبنده و غیرچسبنده را بر روی لایه‌ها قرار دادند تا این کار عملی شودو به پوسته‌های بدن سوسک ها اجازه کشش ‌دادند که در عین حال پیوند خود را حفظ کنند. زمانی که لایه‌های سلول خورشیدی ضخیم‌تر آزمایش می‌شدند، یا زمانی که لایه‌ها به طور یکنواخت به هم متصل می‌شدند، دو برابر طول می‌کشید تا سوسک‌ها مسافت مشابهی را طی کنند. آنها همچنین پس از زمین خوردن برای برگشتن مشکل داشتند.

پس از مجهز شدن سوسک‌های رباتیکی به باتری و بعد اینکه باتری به مدت 30 دقیقه با استفاده از نور خورشید شبیه سازی شده شارژ شد، حیوانات موفق شدند با استفاده از کنترل از راه دور بی سیم به چپ و راست بچرخند.

کنجیرو فوکودا در ادامه میگوید: با توجه به تغییر شکل قفسه سینه و شکم در حین حرکت اولیه، به نظر می‌رسد یک سیستم الکترونیکی هیبریدی متشکل از عناصر سخت و انعطاف پذیر در قفسه سینه و دستگاه‌های اولتراسافت بر روی شکم، می‌تواند طراحی موثری برای سوسک‌های سایبورگ باشد. علاوه بر این، از آنجایی که تغییر شکل شکم منحصر به سوسک‌ها نیست، استراتژی ما می‌تواند با فرم بدن سایر حشرات شبیه به سوسک‌ها و یا شاید حتی حشرات پرنده مانند سیکادا در آینده سازگار شود.

نام خبرنگار : مریم آموت سر

منبع خبر : www.azorobotics.com