ساخت ربات پرنده با الهام از حشرات
مژگان کریم‌نیایی - حتما شما هم تاکنون این تجربه را داشته‌اید که در خانه بدون سروصدا و مشکل خاصی خوابیده‌اید، اما صبح هنگامی که از خواب برخاسته‌اید، مشاهده کرده‌اید که در چند جای بدنتان آثار نیش‌خوردگی وجود دارد و حشرات مزاحم بدون سروصدا در طول شب شما را نیش زده‌اند.
دانشمندان با الهام از همین حشرات و سایر حیوانات تحقیقاتی را برای ساخت ربات‌ها به انجام رسانده‌اند که نویدبخش عصر جدیدی برای ساخت پهپادهای پرنده است.
به‌تازگی 18 مطالعه تحقیقاتی روی ساخت پهپاد با الهام از پرواز پرندگان و حشرات انجام شده است. دیوید لن‌تینک که دستیار پروفسور مهندسی مکانیک در دانشگاه استنفورد ایالت کالیفرنیا است، در این باره می‌گوید: این تحقیقات خاص قصد دارند فناوری ربات‌های پروازی را پیشرفت دهند و در طراحی‌های صورت‌گرفته در این تحقیقات، مطالعات زیادی نیز برای استفاده از فناوری‌های پرواز حیوانات در نسل جدید پهپادها گنجانده شده است.
**از زمانی که انسان‌ها ساخت ماشین‌های پروازی را در قرن هجدهم میلادی شروع کردند، منبع الهام آنها پرندگان و حشرات بودند. آنها همچنین برای انجام یک فرود امن نیز همین حیوانات را الگوی خویش قرار دادند. **
در این روزها پهپادها به‌سرعت به یکی از فناوری‌های رایج روزگار تبدیل شده‌‌اند و پنجره‌ای نو را به سمت ما باز کردند. آنها برای عکس‌برداری‌های هوایی، گرفتن عکس سلفی، ارسال بسته‌های پستی و البته به‌تازگی رساندن سفارش‌های محصولات فروشگاه بزرگ آمازون در شهر کمبریج انگلستان مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اما پیشرفت فناوری پرواز این ربات‌ها از منظر کارشناسان کار ساده‌ای نیست و به خلاقیت بالایی نیاز دارد. البته خوشبختانه حیوانات و حشراتی در جهان ما وجود دارند که دانشمندان می‌توانند برای ساخت پهپادهای جدید آنها را منبع الهام خود قرار دهند.
حدود 10 هزار گونه از پرندگان، چهار هزار گونه از خفاش‌ها و بیش از یک میلیون گونه حشره در چند میلیون سال اخیر بال‌های خود را باز کرده و در هوا به پرواز درآمده‌اند و تمام این گونه‌های جانوری هیچ‌گونه مطالعات دانشگاهی برای پرواز کردن انجام نداده‌اند.
لن‌تینک می‌گوید: بیشتر مردم فکر می‌کنند از زمانی که ما دانش پرواز با هواپیما را به دست آورده‌ایم، همه‌چیز را درباره شیوه‌های پرواز می‌دانیم و از روزی که انسان موفق شده هواپیما و فضاپیماها را بسازد، دیگر همه‌چیز را درباره پرواز می‌داند. دانشمندان نیز در ابتدا با پیروی از این باور رایج جست‌وجو درباره شیوه‌های پرواز حیوانات را که تا پیش از ساخت هواپیما معمول بود، متوقف کردند.
لن‌تینک معتقد است با این وجود قدرت مانوردهی ربات‌های پرنده با تحقیقاتی که به‌تازگی روی شیوه‌های گوناگون پرواز حیوانات و به‌خصوص حشرات صورت می‌گیرد، متحول شده و یک دوره تحول و رنسانس در صنعت پرواز به وجود آمده است.
*قابلیت‌های شگفت‌انگیز پرواز حیوانات
**ربات AqaMAV رباتی پرنده است که در آب شیرجه می‌زند و با الهام از غاز دریای شمالی (نوعی مرغ ماهیخوار) که در آب شیرجه می‌زند، ساخته شده است.**
آیا تاکنون از خود پرسیده‌اید چگونه یک جغد می‌تواند آن‌قدر بی‌صدا و آرام پرواز کند. یک تیم دانش‌پژوه کشف کردند که** بال‌های جغد نوعی صدا خفه‌کن روی خود دارند. این پژوهشگران متوجه شدند از آنجایی که جغدها از بال‌های بزرگ برای پرواز استفاده می‌کنند، باید شکل، حالت و استراتژی قرار گرفتن بال‌های آنها به‌گونه‌ای با هم تلفیق شده باشد که جغد بتواند پروازی آرام و بی‌صدا داشته باشد. **
گروهی دیگر از دانشمندان توجه خود را به پرندگان آزاد معطوف داشتند. آنها شگفت‌زده شدند که چگونه مرغان دریایی می‌توانند بدون هیچ‌گونه استراحت یک روز کامل را پرواز کنند. طبیعتا آنها نیاز به خوابیدن دارند، اما در طول دوران مهاجرت بال‌هایشان بدون وقفه کار می‌کنند. دانشمندان برای اولین بار فعالیتهای مغزی این پرندگان را در دوران مهاجرت ثبت کردند و کشف کردند که این جانوران می‌توانند چرت‌های خفیفی طی مسیر بزنند، در حالی که به‌طور هم‌زمان نیمکره دیگر مغزشان فعال بوده و به کار پرواز رسیدگی می‌کند.
برخی دیگر از دانشمندان اما معمای کرم‌های بالدار میوه را بررسی کردند. این کرم‌ها می‌توانند حتی اگر بال‌هایشان آسیب دیده باشد پرواز کنند. موضوع از این قرار است که غشایی نازک بال‌های این کرم‌ها را پوشانده و با آنها و حرکاتشان به‌گونه‌ای تطبیق یافته که به حشرات اجازه می‌دهد حتی بدون آنکه نصف بالشان را داشته باشد بتوانند پرواز کنند.
*ربات‌های آینده باید چگونه باشند؟
مطالعات دیگر اما توصیف می‌کنند که چطور باید ربات‌هایی طراحی شوند که از میانه آسمان بتوانند در اعماق آب‌ها شیرجه زده و بال‌هایشان را درست مانند یک پرنده در آب فرو کنند تا فرود آرام‌تری را تجربه کنند و کنترل بهتری در هنگام فرود داشته باشند.
پرواز بی‌صدا، نگه‌داشتن انرژی، مطابقت با شرایط ناگهانی و پیدا کردن قابلیت‌هایی برای برطرف کردن مشکلاتی که ممکن است برای بال‌ها پیش بیاید، مجموعه‌ای از قابلیت‌ها هستند که باید در مدل‌های آینده پهپادها مدنظر قرار گیرند.
لن‌تینک می‌گوید: **پهپادها باید بسیار بی‌صداتر پرواز کنند، همچنین آنها باید بتوانند به طور هم‌زمان چند کار را انجام دهند و البته پروازهای طولانی‌مدت‌تری داشته باشند. برای محقق شدن اینها لازم است که نیروی مهندسی زیادی به کار گرفته شود. حقیقت آن است که گام اول برای طراحی پهپادهای نسل جدید برداشته شده است و اکنون زمینه‌های ساخت عملیاتی این پهپادها باید مورد توجه قرار گیرد. **
*جدیدترین فناوری‌های پروازی الهام‌گرفته از طبیعت
دانشمندان سوییسی با الهام گرفتن از چشم‌های حشرات، برای پهپادها چشم‌های الکترونیکی چندوجهی طراحی کردند که گفته می‌شود به کمک این چشم‌ها پهپادهای آینده نیازی به استفاده از دوربین‌های معمولی نخواهند داشت. این چشم‌های رباتی همانند چشم پرندگان کیفیت تصویر پایینی دارند، اما درعوض برای تشخیص نور و اشیای اطراف خود کاملا کارآمد هستند.
همچنین محققان انجمن جامعه علمی آمریکا قصد دارند گونه‌ای جدید از پهپادهای بال‌زن به نام nyc را بسازند. این پهپادها برای پرواز با الهام از پرواز حشرات در هر ثانیه 20 بار بال می‌زند. دانشمندان معتقدند این پهپادها خواهند توانست تا حد زیادی در شرایط غیرمترقبه و در مقابل عوامل طبیعی مانند باد و باران مقاومت کرده و در انجام عملیات‌هایی نظیر نجات و شناسایی به کار آیند.
طرح‌هایی که برای ساخت ربات‌های پرنده با الهام از عروس دریایی بیان شده است نیز یکی دیگر از نمودهای الهام از جانداران برای ساخت فناوری‌های پروازی است که دریچه‌ای برای پرواز براساس شیوه‌های شنا کردن موجودات را ممکن کرده است.
- ۹۵/۱۰/۲۰