تیم پژوهشی موفق به ابداع مکانیسمی جدید در حوزه نرمروباتیک شده است که امکان جهشهای متوالی و خودکار را فراهم میکند. این روباتها تا زمانی که در معرض تابش نور قرار داشته باشند، به جهش خود ادامه میدهند و پس از هر بار پرتاب، بهطور خودکار برای حرکت بعدی آماده میشوند.
سازوکار ذخیره انرژی و جهش خودکار
جی یین، پروفسور مهندسی مکانیک و هوافضا و یکی از نویسندگان این تحقیق، طراحی این حلقه جهنده را بسیار ساده توصیف میکند. در این سیستم، انرژی الاستیک از طریق پیچش ذخیره شده و سپس بهطور یکباره آزاد میشود. ویژگی برجسته این طراحی در این است که روبات میان هر جهش نیاز به بازتنظیم دستی ندارد و ابزار بهطور خودکار به حالت اولیه بازمیگردد.
ترکیبات ساختاری و نقش مادون قرمز
بدنه این روباتها از روبانهای الاستومری کریستال مایع با شکل قطرههای اشک ساخته شده است. در انتهای این روبانها، یک لوله آلومینیومی V-شکل قرار دارد. فرآیند حرکت زمانی آغاز میشود که روبات در معرض نور یک چراغ مادون قرمز قرار میگیرد؛ در این حالت، سطح روبان منقبض شده و باعث چرخش روبات میشود.
ساختار سخت V-شکل در انتهای روبات مانع از چرخش راحت روبان میشود. این مقاومت باعث میشود روبان سفتتر بپیچد و انرژی بیشتری ذخیره کند. وقتی پیچش به نقطه بحرانی برسد، انرژی ذخیره شده بهطور ناگهانی آزاد شده و لوله V به سطح برخورد میکند. این ضربه، روبات قطرهای را به هوا پرتاب میکند.
کنترل جهت حرکت با تغییر هندسه
فانگجی کی، نویسنده نخست این پژوهش، اشاره میکند که تغییرات اندک در طراحی هندسی روبات، نوع حرکت آن را تغییر میدهد. در واقع یک پارامتر هندسی ساده تعیین میکند که روبات بخزد، به جلو بپرد یا بهصورت عمودی جهش کند:
- زاویه ۱۲۰ درجه:اگر لوله V در قطره عریضتر باشد و زاویهای ۱۲۰ درجه داشته باشد، روبات بهراحتی روی سطح میخزد.
- زاویه ۹۰ درجه:با کاهش زاویه به ۹۰ درجه، روبات جهشهای رو به جلو انجام میدهد.
- زاویه کمتر از ۵۰ درجه:در صورتی که زاویه به کمتر از ۵۰ درجه برسد، روبات بهصورت عمودی به بالا میجهد.
این چرخه از انقباض، ذخیره انرژی و جهش، تا زمانی که منبع نور مادون قرمز فعال باشد، بدون وقفه تکرار میشود.