تکامل الهام‌بخش مهندسی؛ ساخت رباتی که می‌تواند روی آب راه برود

زائده‌های بادبزنی راگوولیا با پوشش‌دادن سطحی گسترده متناسب با اندازه‌ی خود و حفظ شکلشان هنگام حرکت پاها، نیروی پیشران بسیار زیادی تولید می‌کنند. آن‌ها همچنین کارکردی دوگانه دارند: با وجود آنکه به‌اندازه‌ی کافی سخت و مقاوم‌اند تا هنگام بازشدن دچار تغییرشکل نشوند، درعین‌حال آن‌قدر انعطاف‌پذیر هستند که به‌سادگی جمع شوند و به چنگال بالایی بچسبند تا وقتی حشره خارج از آب است، مزاحم حرکتش نشوند. همچنین پاهای آب‌گریز این حشرات با دفع آب، از چسبیدن آب به پاها که می‌تواند باعث سنگین‌شدن حشرات شود، جلوگیری می‌کنند.

خیمنز و همکارانش زائده‌های بادبزنی را با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مشاهده کردند تا با ساختار دقیق حشرات آب‌پیما که قرار بود منبع الهام رباتشان باشد، آشنا شوند. پژوهشگران دریافتند که زائده‌های بادبزنی راگوولیا درواقع ساختارهایی متشکل از تعداد زیادی خار مسطح با خارچه‌های ریز هستند؛ چیزی که قبلاً درموردش اطلاعی نداشتند.

برای آزمایش یافته‌ها، نمونه‌های مصنوعی از زائده‌های بادبزنی ساخته و به پاهای میانی ربات راگوبات متصل شد. بادبزن‌ها مانند نمونه‌ی طبیعی، بدون نیاز به هیچ منبع انرژی اضافی، پس از تماس با آب باز و با خروج از آن بسته می‌شوند. در آزمایش مقایسه‌ای، راگوبات در برابر ربات دیگری که از مکانیزم‌های رایج استفاده می‌کرد، قرار گرفت. نتیجه نشان داد که راگوبات با همان میزان انرژی، مسافت بیشتری را می‌پیماید و مانورهای سریع‌تر و دقیق‌تری دارد؛ زیرا به‌لطف بادبزن‌هایش برتری چشمگیری در تولید نیروی پیشران و ترمز سریع دارد.

فناوری نوین راگوبات، مرزهای جدیدی را در دنیای رباتیک باز می‌کند. در حالی که ربات‌های دوزیست فعلی معمولاً از پدهای بزرگ پارومانند یا پاهای نازک آب‌گریز با قابلیت‌های محدود استفاده می‌کنند، راگوبات راه‌حلی کارآمدتر ارائه می‌دهد. در آینده، این ربات‌ها می‌توانند برای نظارت محیطی در آب‌های طوفانی یا حتی در قالب گروهی برای مأموریت‌های جستجو و نجات در زمان سیل به کار گرفته شوند. بلندپروازانه‌ترین کاربرد این فناوری، کاوش در محیط‌های فرازمینی، مانند اقیانوس‌های متان در قمر تایتان زحل است؛ جایی که ربات‌های کوچک و چابک می‌توانند اکتشافات بزرگی را رقم بزنند.

پژوهش در نشریه ساینس منتشر شده است.