روبوبی، ربات زنبوری هاروارد که در هوا و آب پرواز می کند

پژوهشگران دانشگاه هاروارد به کمک گروهی از دانشمندان دانشگاه ام آی تی چند سال پیش موفق به ساخت یک ربات زنبوری به نام روبوبی (RoboBee) شدند. روبوبی از ترکیب دو واژه ی Robo به معنای روباتی و Bee به معنای زنبور به وجود آمده است.

ساخت رباتی با این کارایی و در این اندازه تحسین مردم و دست اندرکاران فناوری در سراسر جهان را برانگیخت. اما گویا هنوز شکل نهایی روبوبی را ندیده ایم. دانشمندان دانشگاه هاروارد روبوبی را در سال 2013 ساختند، آن ها در سال 2016 موفق شدند سیستمی را در ربات خود نصب کنند که باعث می شود روبوبی به کمک الکتریسیته ساکن به دیوارها بچسبد.

دانشمندان به تازگی این ربات زنبوری پیشرفته را طوری ارتقاء داده اند که می تواند هنگام پرواز به درون آب شیرجه بزند و سپس از آب بیرون بجهد و پرواز خود را ادامه دهد. باور کنید این کار خیلی سخت تر از آن است که به نظر می رسد. این ربات مکانیکی کوچک تنها دو سانتی متر است و وزن آن یک نوزدهم سکه ی کوچک است.

شنا و شیرجه برای رباتی در این حد و اندازه مثل معجزه است. برای درک بهتر ارزش کار روبوبی باید نسبت قد و وزن آن را با خودمان در نظر بگیریم. شناکردن در آب برای شیئی به این اندازه همانقدر سخت است که ما بخواهیم در عسل شنا کنیم و شیرجه زدن و گذر از سطح آب برای روبوبی همانقدر سخت است که ما بخواهیم با برخورد به دیوار آجری آن را خراب کنیم و رد شویم.

رسیدن به چنین دستاوردی حاصل تلاش های مستمر دانشمندان انسیتو ویس هاروارد (Harvard Wyss Institute) و دانشگاه مهندسی جان پالسون (Paulson School of Engineering) است. آن ها مکانیزم نوینی را در روبوبی طراحی کردند که باعث می شود ربات زنبور مانند بتواند از حالت پرواز به حالت شنا برود و هر چندبار که بخواهد این کار را تکرار کند.

دانشمندان به منظور طراحی این مکانیزم ابتدا باید تعیین می کردند که سرعت بال زدن ربات در هوا و آب چقدر باشد. آن ها برای انجام این کار مدلسازی تئوریک را با داده های آزمایشی ترکیب کردند و در نهایت به این نتیجه رسیدند که برای حرکت در هوا سرعت 220 تا 300 هرتز برای روبوبی بهترین انتخاب است و برای حرکت در آب سرعت بال های روبوبی باید بین 9 تا 13 هرتز باشد.

در مرحله ی بعد، پژوهشگران باید راهی پیدا می کردند تا ربات آن ها بر کشش سطحی آب غلبه کند. کشش سطحی نیرویی است که مولکول های آب را در سطح آن کنار هم نگه می دارد. ما با توجه به اندازه و وزنمان اصلا این نیرو را حس نمی کنیم اما این نیرو برای موجوداتی در حد و اندازه ی حشرات بسیار مهم است.

روبوبی برای بیرون آمدن از آب باید کشش سطحی را بشکند. دانشمندان برای این کار یک سیستم دو مرحله ای ساختند. ابتدا روبات زنبوری نزدیک سطح آب حرکت می کند و مقداری آب درون محفظه ی شناوری خود جمع می کند. صفحه ی الکترولیتی این محفظه آب را به ترکیب اکسیژن – هیدروژن تبدیل می کند. این ترکیب قدرت رانش در آب ربات را بالا می برد. به این ترتیب می تواند با حرکت بال های خود از آب خارج شود.

ترکیب اکسیژن – هیدروژن آتشگیر است و یک جرقه زن در درون محفظه ی شناوری این ترکیب را شعله ور می کند. به این ترتیب آب جمع شده توسط ربات در نهایت به سوخت تبدیل می شود و نیروی حاصل از سوختن آن به روبوبی قدرت شکستن سطح آب و اوج گرفتن در هوا را می دهد.

ویدئوی پرواز و شیرجه زدن روبوبی در آب را می توانید در زیر تماشا کنید:

میکروربات هایی مانند روبوبی در آینده نقش مهمی در فناوری خواهند داشت. کاربردهای این ربات های ریزه میزه بسیار  فراوان و مهم است. می توان آن ها را به ماموریت های تجسسی، مکان های تنگ، مکان های دور افتاده و نامساعد و… فرستاد و پیش از ارسال ماشین های بزرگ برای نجات مردم یا انجام عملیات اکتشافی محیط مورد نظر را رصد کرد.