يمكن أن تعمل روبوتات "galinstan" الصغيرة أسرع من الفهد (مخفض)

تكبير ماو و. ال.

ابتكر العلماء في جامعة يوهانس كيبلر (JKU) روبوتات مرنة قابلة للتوجيه قادرة على الجري والسباحة والقفز بسرعات عالية. في الاختبارات ، وصلت سرعة الروبوتات إلى 70 BL / s (أطوال الجسم في الثانية). هذه النتائج مذهلة لأنه حتى الفهد (أسرع حيوان بري على وجه الأرض) يمكنه تشغيل ما يصل إلى 23 BL / s فقط. لكن لا تتوقع سجلات السرعة المطلقة ، حيث أن الروبوتات لديها أجسام بمقياس ملليمتر ، على الرغم من أن هذه الآلات الصغيرة هي على الأرجح أسرع الروبوتات اللينة على هذا الكوكب.

تختلف برامج الروبوت عن الروبوتات التقليدية التي تراها في المصانع والمطاعم ومعارض العلوم. إنها مصنوعة من مواد مرنة مثل البوليمرات وسبائك ذاكرة الشكل (هذه السبائك تغير شكلها مع تغير في درجة الحرارة). تسمح المواد اللينة للروبوتات بالعمل بشكل مشابه للكائن الحي (أو الأنسجة الحية). في المقابل ، تُصنع الروبوتات التقليدية من مواد صلبة مثل البلاستيك والألمنيوم والمعدن.

لفترة طويلة ، حاول العلماء إنشاء روبوتات مرنة تتميز بالسرعة الكافية للعمل في البيئات القاسية حيث لا توجد آلة أخرى. يمكن أن تلعب هذه الروبوتات دورًا مهمًا في المجال الطبي. على سبيل المثال ، يمكن للروبوتات فائقة السرعة أن تحل محل الأساليب الغازية مثل تنظير القولون. يمكن للأطباء استخدام روبوتات مرنة سريعة للتحقق من أي تشوهات في أعضاء الجسم (مثل المعدة) يصعب فحصها باستخدام روبوتات التشخيص التقليدية. بناء روبوتات فائقة السرعة

تُصنع الروبوتات فائقة السرعة من سبيكة معدنية سائلة تسمى galinstan. وهي تتألف من القصدير (Sn) والغاليوم (Ga) والإنديوم (In). لا يتم استخدام Galinstan بشكل شائع لإنشاء روبوتات ناعمة ؛ وهي مصنوعة في الغالب من اللدائن القائمة على السيليكون. عند سؤاله عن السبب وراء ذلك ، قال المؤلف الأول للدراسة وعالم فيزياء المادة اللينة في JKU ، الدكتور Guoyong Mao ، لـ Ars Technica: "أهم خاصية لهذه المادة هي أنها تشبه السائل في درجة حرارة الغرفة ، مع وجودها أيضًا موصلية عالية ، مما يجعلها مفيدة لبناء ملفات مرنة وقابلة للتشوه ".

استخدم الباحثون تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعدن السائل لتشكيل لفائف جالينستان. تم بعد ذلك دمج هذه الملفات المطبوعة ثلاثية الأبعاد في أغلفة من المطاط الصناعي والتي تربطها معًا بمشغل يتحكم في حالتها. ينتج عن ذلك روبوت مرن على شكل ملف كهرومغناطيسي (SEMR) قادر على توفير التشغيل والدفع السريع. بالإضافة إلى ذلك ، قام الباحثون بتجهيز الروبوتات بأقدام على شكل حرف L أو مسننة اعتمادًا على الركائز التي ستتحرك عليها.

يتم تشغيل SEMR بواسطة بطاريات ليثيوم بوليمر ، ويتم تحريك حركتها فائقة السرعة بواسطة مشغلات كهرومغناطيسية (مكونات تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية). المشغلات عبارة عن مكونات مستجيبة مغناطيسيًا ، وبالتالي يمكن التحكم في الروبوتات السريعة بسهولة باستخدام مجال مغناطيسي ثابت. في الاختبارات ، يمكن أن تتحرك الروبوتات المربوطة بسرعة 35 BL / s على مستوى و 70 BL / s على سطح ثلاثي الأبعاد مطوي. بالإضافة إلى ذلك ، سبحوا عند 4.8 BL / ثانية عند اختبارهم في الماء. "نعتقد أن هذه تقنية جديدة وواعدة في مجال الروبوتات ولديها إمكانات كبيرة للمستقبل. لم نعثر على أي تقنية مماثلة ، باستخدام مادة وظيفية مرنة ، قادرة على أداء العديد من المهام بهذه السرعة العالية ، "قال ماو. مستقبل الروبوتات اللينة فائقة السرعة

أجرى الباحثون أيضًا اختبارات السرعة باستخدام نماذج أولية من الروبوتات اللينة غير المقيدة وحققوا سرعة سباحة تبلغ 1.8 طولًا للجسم في الثانية (BL / s) وسرعة تشغيل قصوى تبلغ 2.1 BL / s. يخطط الباحثون الآن لتحسين كفاءة وأداء النظام اللاسلكي ...