جام جم آنلاين: امروزه ربات‌هايي وجود دارند كه قادر به پرواز كردن هستند. ربات‌هايي هم وجود دارند كه مي‌توانند شنا كنند، اما تاكنون رباتي كه بتواند هر دو كار را با هم انجام دهد ساخته نشده است.
با هدف طراحي ربات‌هاي هوايي ـ آبي گروهي از محققان در جستجوي اين بودند كه طبيعت چگونه در يك موجوديت واحد به حركت هوايي ـ آبي دست پيدا مي‌كند.
آنها در نظر دارند محاسبات، مدل‌ها و شبيه‌سازي‌هايشان را به منظور طراحي ابزاري رباتيك با بال‌هاي دگرديسي شبيه به آنچه كه پرندگان دريايي خصوصا پرندگاني به نام «گيله‌مات» استفاده مي‌كنند به كار برند.
محققان لابراتوار رباتيك دانشگاه بريستول تحقيقات خود در مورد توانايي‌هاي حركتي گيله‌مات‌ها را در آخرين شماره نشريه Bioinspiration& Biomimetics به چاپ رسانده‌اند. ظرفيت و توانايي مدل‌سازي رياضي تغييرات ساختاري اين پرنده و تبديل شدن از حالت هوايي به حالت آبي اولين قدم جهت بازتوليد اين فرآيند در ابزارهاي دست‌ساز بشر است. پيش از اين درك مكانيسم حركتي تك‌حالته خود مساله پيچيده‌اي براي حل كردن بود. اكنون درك مكانيسم حركتي 2 حالته مي‌تواند محققان را با چالش‌هاي فراواني روبه‌رو كند. تمركز تحقيقات روي اين مساله بود كه چگونه توازن بين حالت آبي ـ هوايي انجام مي‌گيرد و چگونه نيازمندي‌هاي ماموريت‌هاي متفاوت باعث ارائه حالت لازم و مربوطه مي‌شود.
براساس تحقيقات گونه‌هاي مختلفي از حشرات و پرندگان قادر به حركت در آب و هوا هستند، اگرچه اين موجودات با توجه به اين كه آب 800 برابر چگال‌تر از هواست با چالش‌هاي فيزيولوژيكي فراواني روبه‌رو هستند. استراتژي‌هاي حركتي كه موجود را قادر به حل اين مشكلات مي‌سازد، معمولا به 2 دسته تقسيم مي‌شود. 2 مكانيسم مختلف براي 2 حالت مختلف يا يك مكانيسم تطابق يافته براي هر 2 حالت.
گيله‌مات‌ها در دسته دوم قرار مي‌گيرند. اين پرنده هنگام شنا با جمع كردن قسمتي از بال حالت آن را عوض مي‌كند. اين كار باعث كاهش سطح مقطع شده و طبق محاسبات حدود 50 درصد انرژي مورد نياز براي حركت در آب را كاهش مي‌دهد. اين توانايي باعث شده كه گيله‌مات‌ها در زمين‌هاي ساحلي لانه‌شان را بنا كرده و حدود 30 كيلومتر روي سطح دريا پرواز كنند و با شيرجه رفتن در آب، غذاهاي دريايي را شكار كنند.
با ارزيابي اندازه، شكل بال و رفتار حركتي اين پرنده محققان معيارهايي براي ساخت رباتي كه بتواند 2 كيلومتر را با سرعت 20 متر بر ثانيه پرواز كند و سپس 500 متر را با سرعت 1.5 متر بر ثانيه شنا كند به دست آوردند. ربات‌هايي كه توانايي پرواز كردن و شنا كردن دارند، مي‌توانند كاربردهاي مختلفي داشته باشند، مثلا از اين ربات‌ها مي‌توان جهت بازرسي لوله‌هاي نفتي هنگام پرواز از يك اسكله نفتي به اسكله ديگر استفاده كرد. همچنين مي‌توان جهت مراقبت‌هاي هوايي ـ آبي در فعاليت‌هاي ضدتروريستي از اين پرنده‌هاي رباتيك استفاده كرد.
منبع: Physorg
مترجم: آتنا حسن‌آبادي