ساخت ربات شناگر با نوعی هیدروژل - مجله گوگل ایرانی

به گزارش خبرنگاران و به نقل از تک اکسپلور، پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس(UCLA) و موسسه نانو سیستم کالیفرنیا(CNSI)، اخیرا یک ربات نرم شناگر را با استفاده از یک نوسان ساز هیدروژلی خود پایدار ابداع نموده اند. این ربات می تواند عملکرد خود را با نور ثابت و بدون احتیاج به باتری انجام دهد.

یوسن ژائو(Yusen Zhao)، دانشجوی دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و از پژوهشگران این پروژه گفت: هنگامی که نور را روی میله ای از جنس هیدروژل نرم منعکس کردم، دریافتم که میله در اطراف نور نوسان دارد. من تصمیم گرفتم برای پاسخ به سوالات خود در این زمینه، پژوهش های سیستماتیک را ادامه دهم.

ژائو و همکارانش با استفاده از یک ژل نرم که نسبت به نور واکنش نشان می داد، یک نوسان ساز نرم ابداع کردند که به شکل یک میله یا یک نوار قالب ریزی می گردد. هنگامی که نور به نقطه ای از میله می تابد، به صورت اتوماتیک جذب و به گرما تبدیل می گردد. نقطه گرم شده موجب می گردد که بخشی از آب درون ربات خارج گردد و حجم ربات کاهش یابد؛ در نتیجه دم آن به سوی منبع نور خم می گردد.

ژائو افزود: دم ربات پس از خم شدن، جلوی نور را می گیرد؛ در نتیجه نقطه ای که زیر سایه آن قرار گرفته، به سرعت خنک می گردد و دم ربات دوباره فرود می آید. این فرآیند، به سرعت تکرار می گردد و تا هنگامی که نور وجود دارد، حرکت هم وجود خواهد داشت.

از آنجایی که میله از نظر ترکیب، کاملا همگن و از لحاظ هندسی، متقارن ساخته شده، می تواند از جهت های دلخواه به نور واکنش نشان دهد. نوسان ساز، درجه تقریبا نامحدودی از آزادی را دارد که یک مزیت مهم در حوزه رباتیک به شمار می رود.

پژوهشگران، ربات شناگر خود را روی سطح آب آزمایش کردند و دریافتند هنگامی که نور به دم ربات می تابد، نوسان آن به سمت بالا و پایین شکل می گیرد؛ در نتیجه نیروی ربات برای شنا کردن تامین می گردد. این ویژگی منحصر به فرد حرکت کردن در پی جریان نور که از موجوداتی مانند پلانکتون الهام گرفته شده است، می تواند امکان مسیریابی با کنترل از راه دور را فراهم کند.

زیمین هه(Ximin He)، از پژوهشگران این پروژه گفت: زیبایی این ربات نرم، در سادگی طراحی آن است. کل این ربات، از یک هیدروژل همگن ساخته شده که امکان ساخت یک ربات ساده و کم هزینه را فراهم می نماید.

پژوهشگران برای ساخت نوسان ساز هیدروژلی خود پایدار و درست کردن آن به شکل دلخواه، یک محلول پیش ساز را درون یک قالب از پیش طراحی شده، ژل ضد اشعه ماوراء بنفش تزریق کردند و سپس، آن را از قالب جدا کردند. از آنجا که روش ساخت ربات، بسیار کلی و کاربردی است، نوسان ساز را می توان از مواد بسیاری ساخت.

نیروی این ربات شناگر در حرکت و مسیریابی، از نور ثابت تامین می گردد؛ در نتیجه به باتری و یا هوش مصنوعی احتیاجی ندارد. این ربات، یکی از نخستین ربات های کاملا نرمی است که سبک وزن و کم هزینه هستند و استفاده از آنها نیز به سادگی صورت می گیرد.

ژائو افزود: ما در حال حاضر قصد داریم تا از مواد دیگری برای ساخت ربات استفاده کنیم و آن را در شرایط گوناگون دما و طول موج نور مورد آنالیز قرار دهیم.

این پژوهش، در مجله Science Robotics به چاپ رسید.