ساخت رباتی جدید با الهام از کرم خاکی!

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، طبیعت نمونه‌های زیادی از حیوانات مانند مارها، کرم‌های خاکی، حلزون‌ها و کرم‌ها ارائه می‌دهد که هم از انعطاف‌پذیری بدن خود و هم از توانایی تولید امواج فیزیکی در طول بدن خود برای حرکت و کشف محیط‌های مختلف استفاده می‌کنند. برخی از حرکات آن‌ها نیز شبیه ریشه گیاهان است.

کرم‌های خاکی نه تنها با چرخیدن به اطراف، بلکه با ارسال امواج پریستالتیک به پایین بدن خود در خاک حرکت می‌کنند. محققان با الهام از زیست‌شناسی یک ربات جدید طراحی کرده اند که از همین استراتژی استفاده می‌کند، رباتی که روزی می‌تواند در اکتشافات زیرزمینی یا حتی مأموریت‌های جستجو و نجات استفاده شود.

بدن کرم خاکی از بخش‌های پر از مایع منفرد به نام متامر تشکیل شده است که هر یک از متامر‌ها دارای ماهیچه‌ای دایره‌ای است که در اطراف خود می‌چرخد. ماهیچه‌های طولی نیز وجود دارند که در طول بدن کرم قرار گرفته اند.

هنگامی که ماهیچه‌های دایره‌ای در متامر‌های مجاور منقبض می‌شوند، باعث می‌شوند که آن قسمت از کرم بلندتر و لاغرتر شود. با این حال، وقتی عضلات طولی در یک ناحیه منقبض می‌شوند، باعث می‌شوند آن قسمت از کرم کوتاه‌تر و چاق‌تر شود.

بنابراین، با استفاده از یک توالی پیوسته از این دو نوع انقباض، کرم اساساً قادر است "امواج چربی" را از بینی به سمت دم خود بفرستد. این امواج، همراه با مو‌هایی به نام مژکچه که خاک را می‌گیرند، به حیوان اجازه می‌دهند تا در دل خاک تونل بزند.

گروهی از دانشمندان «موسسه فناوری ایتالیا» (IIT) به سرپرستی پروفسور «باربارا ماتزولایی» برای بازتولید این مکانیسم در یک ربات اقدام کردند.

این ربات ۴۵ سانتی متری (۱۷.۷ اینچی)  از پنج "محرک نرم پریستالتیک" (PSA) متصل به هم تشکیل شده است. هر یک از این بخش‌ها شامل یک لوله دم داخلی (مثل شلنگ هواکش خشک کن مینیاتوری)، یک پوسته الاستومری نرم بیرونی و یک مایع چسبناک است که در فضای بین این دو مهر و موم شده است.

وقتی هوا به داخل آن پمپ می‌شود، دم ربات بلند می‌شود، پوست کشیده می‌شود و به مایع اجازه می‌دهد در یک لایه نازک قرار گیرد، به عبارت دیگر، PSA بلند و لاغر می‌شود. با این حال، وقتی هوا به بیرون کشیده می‌شود، دم کوتاه می‌شود و مایع فشرده پوست را به بیرون هل می‌دهد، بنابراین PSA کوتاه و چاق می‌شود.

با فعال کردن متوالی PSA‌ها  همراه با کمک بالشتک‌های اصطکاک خارجی کوچکی که در محل قرار می‌گیرند، ربات می‌تواند راه خود را در سطوح صاف، از طریق لوله‌ها باز کند.

این نخستین کرم خاکی رباتیکی نیست که تاکنون دیده‌ایم. نمونه‌های دیگری از کرم خاکی رباتیک نیز با استفاده از مکانیسم‌های دیگر، توسط گروه‌هایی از دانشگاه MIT و دانشگاه کرنل ابداع شده‌اند.

ماتزولایی و همکارانش اکنون در حال کار بر روی توسعه بیشتر این فناوری هستند.

اخیرا مقاله‌ای در مورد این تحقیق در مجله Scientific Reports منتشر شده است.