باحث مصري يطور روبوتاً خارقاً مستوحى من ” خنفساء فرقع لوز”

0 تعليق 0 ارسل طباعة

ألهمت “خنفساء اللوز المتفجرة” الباحث المصري وفريقه في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين للعمل على تطوير روبوت فائق ، وفقًا لصحيفة البيان الإماراتية.

تشتهر بـ “خنفساء اللوز المتناثرة” التي تستخدم حيلة التظاهر بالموت للدفاع عن نفسها ، حيث تسقط على الأرض وتستلقي بلا حراك على ظهرها لبضع ثوان قبل أن تقفز فجأة في الهواء في قفزة سريعة. محاولة الابتعاد عن الخطر.

كانت هذه الحيلة هي التي ألهمت الباحث المصري سامح توفيق ، جنبًا إلى جنب مع زملائه في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين ، لبناء روبوتات قفز بحجم الحشرات قادرة على أداء مهام دقيقة في العمليات الزراعية أو الميكانيكية. وكذلك في مهمات الإنقاذ..

في الدراسة التي نُشرت في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences يوم الاثنين والتي أجراها أستاذ العلوم الميكانيكية والهندسة سامح توفيق ، أوضح الباحثون أن للروبوتات الجديدة ثلاث مزايا::

الحجم الصغير للخنفساء يجعلها مثالية للعمل في الأماكن الضيقة.

قوية بما يكفي للمناورة وتحمل الضغوط والأوزان.

بأسرع حشرة يمكن أن تهرب.

يقول سامح توفيق ، أستاذ العلوم الميكانيكية والهندسة في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين ، إن الدراسة تركز على فهم القوى والحركات التي تؤدي إلى قفز روبوتات صغيرة وخفيفة الوزن من المرتفعات..

ويضيف: أظهرت هذه الدراسة أنه باستخدام آلية خاصة تسمى “سلسلة الانحناء الديناميكي” يمكننا صنع روبوتات بحجم الحشرات يمكنها القفز – على الأقل – مثل الحشرات العادية وحتى الروبوتات القافزة كبيرة الحجم.“.

جدير بالذكر أن هناك العديد من الروبوتات التي لديها القدرة على القفز ولكنها كبيرة الحجم ولديها قدرات غير عادية مثل الروبوت القافز الذي تم صنعه في أبريل من العام الماضي ويبلغ ارتفاعه أقل من 30 سم ووزنه. تزن حوالي 30 جرامًا ويمكن أن تقذف نفسها 33 مترًا في الهواء..

هنا ، يوضح توفيك أن الروبوتات ذات القفزات الكبيرة التي تستخدم أفضل الأجزاء الهندسية (المحركات والبطاريات) وأفضل المواد الهندسية (مركبات الصلب وألياف الكربون) يمكنها تحقيق قفزات مذهلة عبر نطاق هذه الأجزاء..

يقول: “مع وضع هذا في الاعتبار ، كان التحدي الذي واجهته في دراستي هو كيفية تقليل حجم الروبوتات إلى حجم الحشرات ، مع الحفاظ على القدرات التي تحققت في الروبوتات الكبيرة”.“.

في العقد الماضي ، كانت هناك حاجة ملحة للنظر في استخدام الروبوتات خارج المصنع ، حيث يتم استخدامها بشكل أساسي في عمليات التجميع في المصانع الحديثة مثل تجميع السيارات..

كانت هناك حاجة لأن تتجاوز الروبوتات هذه المهمة وتستخدمها بدلاً من ذلك في مجموعة متنوعة من التطبيقات. وفقًا لتوفيق ، لتحقيق هذا الهدف ، يجب أن تتمتع الروبوتات بالقدرة على التحرك بأمان وحرية واستقلالية. .

يتابع: “تشمل هذه التطبيقات الجديدة من الرعاية الصحية إلى الزراعة والصيانة والبحث والإنقاذ. ولتحقيق هذا الهدف ، يلزم إجراء بحث أساسي لتطوير أنواع جديدة من الروبوتات المتنقلة مثل: روبوتات السباحة البحرية المرنة مثل الأخطبوطات والحشرات ، هناك حاجة إلى الروبوتات التي كبيرة بما يكفي للتنقل عبر المساحات الضيقة ، بين أجزاء المحرك والتوربينات ، والتقاط صور للأعطال ، وقياس درجات الحرارة ، ثم الإبلاغ عن هذه الأعطال.“.

يقول توفيق: “تخيل أن سربًا من الروبوتات يمكن نشره على نطاق واسع في الحقول الزراعية ، يقفز بين النباتات والأوراق والفواكه ، ويتحقق باستمرار من حالة المحاصيل ويبلغ عنها”.!

من المشاكل الرئيسية مع روبوتات القفز الصغيرة التي أشار إليها أستاذ العلوم الميكانيكية والهندسة مشكلة التنقل ، لأن المخلوقات بحجم الحشرات لديها قدرة محدودة على الحركة ، خاصة عند حمل أشياء ثقيلة ، لأن أرجلها قصيرة. ..

ويوضح: “يمكن لمعظم الحشرات أن تتسلق الجدران والأسطح الرأسية إذا لم تكن تحمل أشياء ، ولكن إذا كانت تحمل شيئًا ثقيلًا ، فإن أي عائق سيجبرها على التوقف. ولهذا السبب يمكن للعديد من الحشرات القفز كوسيلة للحركة ، وتسلق العوائق بشكل أكبر. من طول أجسامهم“.

يشرح العالم المصري: “بحث الزملاء في هذه الدراسة الجديدة آلية القفز للحشرات الصغيرة ، ودرسوا على وجه التحديد” خنفساء اللوز “واكتشفوا أنها تستطيع تخزين الطاقة المرنة واستخدامها عند الحاجة. استخدم مزلاجًا.“.

“لقد اتخذنا نهجًا مشابهًا لتصميم الروبوتات القافزة باستخدام مبادئ الميكانيكا والمواد الجديدة التي تم تطويرها في مختبري البحثي والتي تعمل مثل العضلات الطبيعية. هذه العضلات الاصطناعية تشبه الملف ويمكن أن تسحب قوى كبيرة للتقلص. في هذه الحالة ، الهدف هو أن يتم تخزين الطاقة في الربيع ، والتي يمكن بعد ذلك إطلاقها للقيام بقفزات أعلى.“.

أظهر باحثو معمل الدكتور سامح توفيق قدرات جديدة يمكن تجهيزها بروبوتات قفز صغيرة ، لأنه يمكن تركيب أجهزة استشعار وميكروكونترولر وبطاريات على هذه الروبوتات. يمكن للروبوتات القفز وتحمل وزنًا إضافيًا ، وهو أثقل من وزنها ، حيث يمكن للروبوت أن يقفز ما يصل إلى 20 ضعف حجمه ، ويتمتع الروبوتات بالذكاء لاستشعار الزناد الخفيف وتلقي أوامر القفز من الضوء. – لوحة كمبيوتر.

يقول العالم المصري إنه لا تزال هناك حاجة لمواجهة عدد من التحديات ، مع مزيد من الدراسات البحثية ، مثل معالجة كفاءة الطاقة العالية. في الوقت الحالي ، يمكن لهذه الروبوتات القفز عدة مرات فقط قبل نفاد البطارية. لأن البطاريات الصغيرة ليس لديها سعة كبيرة. لذلك ، هناك حاجة إلى بحث جديد لتطوير بطاريات جديدة أفضل وتصميمات أكثر كفاءة. لكي تعمل الروبوتات لفترة طويلة.

يتابع: هناك تحدٍ آخر يتعلق بالاستخدام التجاري في تطبيقات محددة ، على سبيل المثال ، إذا أردنا استخدام الروبوتات في الزراعة ، يجب علينا أولاً تحديد تفاصيل الاحتياجات الخاصة في الزراعة ، يجب أن نتخيل أداء هذه الروبوتات في هذا المجال. ان نكون البيئة الجديدة ودراستها بعناية“.

يقول: “في هذه الحالة ، أتخيل أن المهندسين سيضطرون إلى تثبيت كاميرا صغيرة وجهاز استشعار حيوي على الروبوتات”. أتخيل أيضًا أن الباحثين الهندسيين الذين يرغبون في تحويل هذا الروبوت إلى منتج عملي سيحتاجون إلى دراسة أفضل تقنيات ميكانيكا الحركة. مع هذه البيئة الجديدة ، فهي مناسبة حسب حجم النبات وشكله وصلابته“.

فيما يتعلق بإمكانية استخدام هذا الروبوت القافز في الشرق الأوسط ، يلاحظ توفيق: يمكن للمؤسسات البحثية في هذه المنطقة دراسة الاحتياجات العملية وتطوير الروبوت وفقًا لهذه الاحتياجات ، حيث يمكن استخدامه في أشجار النخيل. يستخدم. لاستخدامها في الصناعات التحويلية أو صناعات الطاقة التي لها احتياجات فريدة في الشرق الأوسط.

في نهاية باحث مصري يطور روبوتاً خارقاً مستوحى من ” خنفساء فرقع لوز” نتمني لك عزيزي الزائر أن تكون قد استمتعت بهذا الجزء من الرواية الشيقة ونتمني أن تزورنا مرة أخري نحبك ❤️

إخترنا لك

أخبار ذات صلة

0 تعليق