یکشنبه , دسامبر 16 2018

مطالعه‌ روی گردن مورچه‌ها کمکی برای توسعه‌ ربات‌های قوی‌تر

هرچند برای مدت زیادی است که می‌دانیم مورچه‌ها قادر به حمل بارهای چند برابر بیشتر از وزن خود هستند، اما مطالعه‌ای جدید بر روی این موجودات کوچک صورت گرفته است. تحقیقات انجام شده توسط گروهی از دانشگاه ایالتی اوهایو نشان داده است که یک مورچه می‌تواند تا 5000 برابر وزن خود به حمل یک جسم بپردازد، به طوری که گردن آن بیشترین مسئولیت این حمل بار را تحمل می‌کند، و این تحقیقات منجر به ارائه‌ طرحی بالقوه به منظور توسعه‌ ربات‌های قدرتمندتر شده است.

این تحقیقات دربردارنده‌ی مطالعه‌ی ترکیب و قدرت مورچه‌ی آلگنی موند، حشره‌ای که به طور معمول در شرق ایالات متحده یافت می‌شود، بوده است. برای تعیین قدرت این مورچه، گروه تحقیقاتی به اجرای آزمایشی پرداخت که به طور خاص برای اندازه‌گیری مقدار فشار قابل تحمل توسط گردن این حشره طراحی شده بود.

این گروه پس از اولین سردسازی مورچه‌ها به منظور بیهوش کردن حشرات، سپس آن‌ها را درون یک سانتریفیوژ قرار دادند. این سانتریفیوژ اساسا یک اتاق گرد است که با سرعت افزون‌شده‌ای در حال چرخش می‌باشد، تا زمانی که نیروی گریز از مرکز موجب فشار درون این محیط به دیوارها شود.

با پیگیری همین اصل و قاعده، مورچه‌ها به سمت دیوار سانترفیوژ با افزایش سرعت چرخش کشیده می‌شوند، اگرچه نیرویی نیز آن‌ها را به سمت عقب نگه می‌دارد که همان چسباندن سر آن‌ها به کف محیط است.

با تبادل نیروی به سمت خارج در حال رشد در برابر قدرت گردن مورچه، این گروه قادر به تعیین مقدار فشار تحمل نسبت به وزن مورچه‌ها شد. آن‌ها چنین مشاهده کردند که مفصل گردن و بدنه در فشار معادل 350 برابری وزن مورچه، گسترش یافت. و فقط در فشار 3400 تا 5000 برابر وزن این حشره بود که بدن آن به واقع از سر موجود جدا شد.

محققان همچنین از دستگاه‌های Micro-CT برای اسکن از مورچه‌ها، برجسته‌سازی ساختار بافت نرم گردن و اسکلت خارجی سخت سر و بدن آن‌ها استفاده کرده‌اند.این تحقیقات فرصت توسعه‌ی ربات‌های میکروسایز را فراهم آورد، محصولاتی که از قطعات نرم و سخت ساخته شده‌اند که درست همانند بدن یک مورچه است و قادر به عرضه‌ی قدرت و دوام بیشتری هستند.

کارلوس کاسترو (Carlos Castro)، استادیار مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه ایالتی اوهایو، می‌گوید: “دیگر حشرات دارای ساختار مشابه در مقیاس میکرو هستند و ما فکر می‌کنیم که آن‌ها می‌توانند برخی از نقش‌های مکانیکی را اجرا کنند. آن‌ها شیوه‌ای برای در کنار هم کار کردن بافت نرم و اسکلت خارجی سخت پیدا کرده‌اند تا فشار وارد بر خود را کاهش داده و اجرای عملیات مکانیکی را تنظیم نمایند. ممکن است آن‌ها به تولید اصطکاک اقدام کنند و یا یکی از بخش‌های حرکتی خود را برخلاف دیگر اعضا تحریک نمایند.”

این گروه همچنین از تصاویر میکروسکوپی الکترونی به منظور مشاهده‌ مفاصل و سطوح مجاور از سر، گردن و قفسه سینه استفاده کردند. این مشاهدات بافت‌های متفاوتی را بر روی هر سطح نشان می‌داد که همچنین مانند یک برآمدگی و یا ساختار مو مانند با ریشه در مکان‌های متفاوت به نظر می رسند که به عقیده‌ این گروه ممکن است همین ویژگی‌ها موجب قدرت باورنکردنی مورچه‌ها شوند.

محققان به دنبال شیوه‌ای جهت انطباق صفات مورچه در ربات‌های بزرگ‌تر هستند که البته با پیچیدگی‌هایی همراه است، زیرا قدرت یک مورچه به طور عمده‌ای در تناسب با وزن بدن کوچک آن است.

اگر چه برنامه‌های کاربردی ربات‌ها بر اساس این طرح می تواند محدود باشد، اما طبق اظهارات کاسترو می‌تواند به اثبات یک مدل مفید برای توسعه‌ ربات‌هایی برای فضا بیانجامد که برای یدک‌کشی محموله‌ها در بی وزنی مورد استفاده قرار گیرند.
در ضمن یافته های این تیم به تازگی در مجله بیومکانیک منتشر شده که شما میتونید اون رو مشاهده کنی

ant_neck_strength-12

منبع : gizmag
مطلبی که مطالعه نمودید ترجمه کامل از لینک منبع می باشد و هرگونه اشتباه در جزییات به عهده مرجع می باشد

درباره ی SRV

همچنین ببینید

ربات چهارپا ANYmal

اخبار رباتیک و تکنولوژی 🔻 امروزه ربات های چهارپا به طرز شگفت انگیزی پیشرفت كرده …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *