الملخص:
أطلق الباحثون في كلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك مؤخرًا سمكة آلية إلكترونية تسمى ScaFi. ولا يقتصر شكلها وحركتها على تشابهها مع الأسماك الحقيقية فحسب، بل يمكن أيضًا تكبيرها أو تصغيرها حسب الحاجة للتكيف مع البيئات المائية ذات الأعماق والمقاييس المختلفة.
تتمثل الفكرة الأساسية لهذا التصميم في تجنب طريقة الدفع المروحة التي تستخدم عادة بواسطة الروبوتات التقليدية تحت الماء وبدلاً من ذلك استخدام "ثني الجسم" للمضي قدمًا. ويعتقد فريق البحث أنه على الرغم من شيوع المراوح في المهام تحت الماء، إلا أنها يمكن أن تتشابك بسهولة في النباتات المائية، وتثير الرواسب، وتخيف الأشخاص الخاضعين للبحث، وهو ما لا يفضي إلى مراقبة الشعاب المرجانية، ونوعية المياه، والحيوانات المائية.
ينقسم هيكل ScaFi إلى قسمين: الجزء الأمامي حيث تتركز المحركات والمكونات الإلكترونية، والجزء الخلفي عبارة عن ذيل مرن مصنوع من قضبان الألياف الزجاجية والنسيج. يوجد محرك واحد فقط داخل الروبوت. من خلال سحب كابلين متقاطعين بالقرب من نهاية الذيل، يتم ثني الذيل على شكل حرف S، والذي يتأرجح بعد ذلك إلى اليسار واليمين، مما يدفع الآلة بأكملها للأمام بهدوء.
والأهم من ذلك هو أن آلية الدفع هذه تتمتع بقابلية جيدة للتوسع. وقال الباحثون إنه بغض النظر عما إذا كان الروبوت أكبر أو أصغر، فإن آلية المحرك والكابل المتقاطع في الواجهة الأمامية يمكن أن تظل كما هي. الشيء الوحيد الذي يحتاج حقًا إلى التعديل هو قطر قضيب الذيل، لذلك ليست هناك حاجة لإعادة تشغيل الآلة بالكامل من الصفر في كل مرة.
لاختبار هذه الفكرة، قام الفريق ببناء ScaFi بثلاثة أحجام مختلفة، بأطوال 0.6 متر، و1.1 متر، و2.9 متر. ثم تم نقلهم إلى مياه حقيقية للاختبار: حيث سبحت النسخة الأصغر في جدول على عمق 15 إلى 30 سنتيمترًا، وتم اختبار النسخة المتوسطة في جدول في سويسرا، ودخلت النسخة الأكبر بحيرة جنيف للاستكشاف.
تظهر نتائج الاختبار أن الروبوتات الثلاثة يمكنها السباحة بسلاسة، ولكن تغيرات الحجم ستؤثر أيضًا على أدائها. من بينها، النسخة الصغيرة أكثر مرونة ووضعية السباحة الخاصة بها أقرب إلى وضعية الأسماك الحقيقية؛ لقد قللت النسخة الكبيرة من القدرة على المناورة وكفاءة أقل في استخدام الطاقة، ولكن على الرغم من أنها تتطلب طاقة أقوى، فإنها تظهر أيضًا استقرارًا أفضل في تدفق المياه.
وأشار الباحثون إلى أنه بشكل عام، لا يزال بإمكان طريقة السباحة هذه الحفاظ على أداء جيد جدًا بعد التضخيم، ويمكن للروبوتات الثلاثة الاستمرار في السباحة حتى بعد انقطاع إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ويعتقد الفريق أن هذه الفكرة القابلة للتطوير لا يمكن استخدامها فقط لروبوتات الكشف تحت الماء في المستقبل، ولكن يمكن أيضًا توسيعها لتشمل أنواعًا أخرى من أنظمة الروبوت. والخطوة التالية هي التركيز على الحفاظ على نفس كفاءة الطاقة في الإصدارات ذات الأحجام المختلفة.
التعليقات