عناكب روبوتية تقفز على سطح الماء

الأحد 2015/08/09
يزن النموذج التجريبي للعناكب الروبوتية نحو 68 مليغراما فقط، ويصل طوله إلى سنتيمترين

نيويورك - كانت العناكب الروبوتية التي غزت حمام الكابتن جون اندرتون وهو الدور الذي لعبه الممثل توم كروز من أبرز ملامح الفيلم الأيقونة (ماينوريتي ريبورت) لمخرجه ستيفن سبيلبرغ عام 2002.. والآن تعاون فريق من الباحثين الدوليين لابتكار حشرة مماثلة يمكنها الانطلاق بسهولة من على سطح الماء.

وقال كيوجين تشو أستاذ الهندسة الميكانيكية بجامعة سول الوطنية “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 ملليغراما فقط ويصل طوله إلى سنتيمترين.

ودرس باحثون من جامعتي سول الوطنية وهارفارد الكيفية التي تتقافز بها الحشرات من على سطح الماء وإمكان ابتكار روبوت يمكنه القيام بذلك، ولاحظوا أن الأرجل الطويلة لهذه الحشرات تتسارع حركتها تدريجيا بحيث لا يتراجع سطح الماء بسرعة وتفقد أرجلها الاتصال به.

ووضع الباحثون نظرية مؤداها 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 تدريجيا على ألا يجاوز قوة التوتر السطحي للماء.

وأوضحت لقطات بكاميرات ذات سرعات عالية أن أرجل الحشرات القافزة من على سطح الماء تأتي بحركة مقوسة مائلة داخلية وصولا إلى أقصى زمن تنطلق فيه من على سطح الماء لتزيد بذلك العزم الإجمالي للانطلاق وطبقوا ذلك على النموذج الروبوتي.

وإذا لم يتكسر تماسك سطح الماء فإن بإمكانه أن يتحمل وزنا يماثل وزن الحشرة الروبوتية بواقع 16 مرة، كما يمكن للحشرات الصناعية الانطلاق من سطح الماء مثلما تنطلق من على أي سطح صلب.

18