يرفرف روبوت معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا المعاد تصميمه بحجم الحشرة بجناحيه ويطير لفترة أطول 100 مرة

تزن الروبوتات أقل من جرام واحد، ولها أجنحة يمكنها الرفرفة، ليس فقط لإطالة زمن طيرانها ولكن أيضًا لزيادة خفة حركتها - وهو ما يكفي للقيام بالشقلبات وتتبع رمز اللانهاية في الهواء. يبلغ متوسط ​​سرعتها 11.8 بوصة في الثانية (30 سم في الثانية)، وهي أسرع من ذباب الفاكهة.

يعد الروبوت الصغير مهمًا لأنه يمكن أن يوفر طريقة دقيقة لتلقيح النباتات صناعيًا في مستودعات متعددة الطوابق، مما يسمح بزراعة الفواكه والخضروات على نطاق واسع داخل المنازل وتقليل الحاجة إلى الأراضي الزراعية الشاسعة.

على مدى السنوات القليلة الماضية، انخفض عدد النحل بالملايين، إن لم يكن المليارات، في جميع أنحاء العالم بسبب الآثار القاسية للمبيدات الحشرية وفقدان الموائل. وجدت دراسة استقصائية حديثة أجريت هذا العام أن أكثر من 200 من مربي النحل التجاريين في الولايات المتحدة أبلغوا عن خسارة متوسطة تزيد عن 50٪ من أعداد النحل لديهم، مع تأثير اقتصادي يقدر بأكثر من 139 مليون دولار.

إذًا، كيف يمكنك بناء روبوت نحلة أفضل؟ كان التصميم السابق يحتوي على ثمانية أجنحة مرتبة في مجموعات من اثنين. لقد وجد أن الأجنحة تم ترتيبها بطريقة تجعلها تنفخ الهواء ضد بعضها البعض أثناء رفرفتها، مما يقلل من قوة الرفع.

قام الفريق بتحديث أسلوبه وخفض عدد الأجنحة من ثمانية إلى أربعة. وهذا لا يؤدي فقط إلى استقرار الأجنحة وتحسين قدرتها على رفع الروتين الفرعي عن الأرض، بل إنه يوفر أيضًا مساحة لمزيد من المكونات الإلكترونية.

ترتبط الأجنحة بمشغلات مجمعة بدقة تعمل مثل العضلات الاصطناعية لتوليد الطاقة، مما يتسبب في رفرفة الأجنحة.

المحركات الناعمة المستخدمة في هذه الأجنحة مصنوعة من طبقات من المطاط الصناعي محصورة بين أقطاب كهربائية رفيعة من أنابيب الكربون النانوية ملفوفة في أسطوانة - وهو نوع من العضلات الاصطناعية. عندما تنضغط هذه العضلات وتطول بسرعة، فإنها تولد قوة ميكانيكية تؤدي إلى رفرفة الأجنحة.

يتناسب كل روبوت مع مساحة تبلغ 1.575 بوصة مربعة ويحتوي على أربعة أجنحة فقط بدلاً من الأجنحة الثمانية الشائعة في تصميمات الروبوتات الصغيرة السابقة.

يضمن التصميم المحسن أن تتعرض هذه العضلات الاصطناعية لضغط أقل أثناء الحركات عالية التردد. بالإضافة إلى ذلك، تم إطالة المفصلة لتحمل ضغط الأجنحة المرفرفة بشكل أفضل. يمكن وضع كل روبوت في مساحة مربعة 4 سم × 4 سم (1.575 × 1.575 بوصة).

أصبحت الروبوتات الصغيرة المعاد تصميمها قادرة بالفعل على الشقلبة وتتبع المسار بدقة، مثل الحروف M-I-T التي تظهر في لقطات التعريض المتعددة

تسمح هذه التغييرات للروبوت الصغير بالتحليق لمدة تصل إلى 17 دقيقة في المرة الواحدة بينما يتحرك بشكل أسرع من أي تصميم سابق ويؤدي لفات الجسم والشقلبات المزدوجة. وهذا يعني أنه يمكنهم تغطية مسارات الطيران المقصودة بشكل فعال وإجراء مناورات دقيقة.

يمكن لهذه الروبوتات أن تساعد يومًا ما في المهمة التي يؤديها تقليديًا النحل لتلقيح النباتات لزراعة الفواكه والخضروات

يعتقد الباحثون أن هناك مجالًا لمزيد من التحسين لهذه الطائرات الصغيرة: استخدام تصميمات جديدة لتمديد زمن الرحلة إلى 10000 ثانية؛ تركيب البطاريات وأجهزة الاستشعار في المساحة المحررة عن طريق تقليل عدد الأجنحة؛ وتحسين دقة الطيران حتى يتمكنوا من الإقلاع والهبوط من مركز الزهور. وهذا يتيح مجموعة من التطبيقات خارج المختبر، بما في ذلك التلقيح الميكانيكي في المزارع العمودية.