علماء يصنعون حشرات روبوتية تقفز من على سطح الماء

باحثون دوليون من جامعة سيئول الكورية وهارفارد الأمريكية يبتكرون حشرات روبوتية تقفز من على سطح الماء. الروبوت التجريبي يزن 68 ميليغراماً فقط ويصل طوله إلى سنتيمترين.

نجح فريق من الباحثين الدوليين في علوم الأحياء والديناميكا والروبوتات الحيوية في ابتكار حشرة روبوت يمكنها الانطلاق بسهولة من على سطح الماء. وقال كيوجين تشو، أستاذ الهندسة الميكانيكية بجامعة سيئول الوطنية في كوريا الجنوبية: "لقد فتنت بطريقة الحشرات الروبوتية التي تقفز من على سطح الماء وأسعدني أن نتمكن من استخلاص المبادئ من الطبيعة وإعادة ابتكار واحدة من أكثر أنواع الحركة الذاتية في الطبيعة إثارة من خلال القفز من على سطح الماء".

ويزن النموذج التجريبي 68 ميليغراماً فقط ويصل طوله إلى سنتيمترين. ودرس باحثون من جامعتي سيئول الوطنية وهارفارد الأمريكية الكيفية التي تتقافز بها الحشرات من على سطح الماء وإمكان ابتكار روبوت يمكنه لقيام بذلك، ولاحظوا أن الأرجل الطويلة لهذه الحشرات تتسارع حركتها تدريجياً بحيث لا يتراجع سطح الماء بسرعة وتفقد أرجلها الاتصال بسطح الماء.

ووضع الباحثون نظرية مفادها أن القوة القصوى لأرجل الحشرات القافزة عادة ما تكون أقل من القوة القصوى للتوتر السطحي للماء، واستعان الباحثون في النموذج الروبوتي بما يعرف باسم آلية عزم الدوران العكسي لإيجاد عزم دوران مبدئي يتسارع تدريجياً، على ألا يتجاوز قوة التوتر السطحي للماء.

وأوضحت لقطات بكاميرات فائقة السرعة أن أرجل الحشرات القافزة من على سطح الماء تكون بحركة مقوسة مائلة داخلية وصولاً إلى أقصى زمن تنطلق فيه من على سطح الماء، لتزيد بذلك العزم الإجمالي للانطلاق، وطبقوا ذلك على النموذج الروبوتي. وإذا لم ينكسر تماسك سطح الماء، فإنه يكون قادراً على تحمل وزن يزيد عن وزن الحشرة الروبوتية بـ16 مرة. كما يمكن لهذه الحشرات الاصطناعية الانطلاق من سطح الماء مثلما تنطلق من على أي سطح صلب.