ربات‌های با انرژی ودکا که از چریوز الهام گرفته‌اند به آسانی حرکت می‌کنند و می‌توانند در صنایع استفاده شوند

نوآوری در صنعت روباتیک به سرعت در حال پیشرفت است و دانشمندان تقریباً هر هفته نمونه‌های جدیدی از ربات‌ها را توسعه می‌دهند.

این ربات‌ها کارها را آسان می‌کنند و به انسان‌ها کمک می‌کنند کارهای بحرانی را با دقت بیشتری اجرا کنند.

در این زمینه، محققان روش جدیدی برای قدرت‌بخشی به ربات‌ها کاوش کرده‌اند. با تمرکز بر تنش‌های سطحی، دانشمندان ربات‌های کوچکی را توسعه داده‌اند که می‌تواند وظایف صنعتی را انجام دهد.

محققان دانشگاه هاروارد ادعا می‌کنند که ربات‌های کوچک آنها از همان روشی استفاده می‌کنند که به سوسک‌ها اجازه می‌دهد بر روی برکه‌ها شناور شوند و باعث می‌شود چریوز در یک کاسه به هم بیایند.

اثر مارانگونی ربات را قدرت می‌بخشد

سوسک‌های استنس از اثر مارانگونی که یک جریان هدایت‌شونده توسط گرادیان تنش سطحی است، بهره‌برداری می‌کنند.

این اثر زمانی رخ می‌دهد که یک گرادیان در کشش سطحی بین دو فاز بوجود آید، که منجر به انتقال جرم و حرکت همرفتی مایع می‌شود.

سوسک‌های استنس ماده‌ای به نام استنسین ترشح می‌کنند و قایق‌های اسباب‌بازی با صابون این اثر را بهره‌برداری می‌کنند.

به طور کلی، کشش سطحی به دما و ترکیب شیمیایی در سطح وابسته است؛ در نتیجه، جریان‌های مارانگونی می‌تواند توسط گرادیان‌های دما یا غلظت شیمیایی در سطح تولید شود.

جکسون ویلت در دانشگاه هاروارد و همکارانش دیسک‌های پلاستیکی گردی را با قطر حدود یک سانتی‌متر برای بهره‌برداری از این اثر در ربات‌ها چاپ سه‌بعدی کردند.

درون هر یک، یک محفظه هوا برای شناوری و یک مخزن سوخت کوچک حاوی الکل قرار داشت که دارای کشش سطحی کمتری نسبت به آب بود و در غلظت‌هایی بین ۱۰ تا ۵۰ درصد بود.

الکل به تدریج از دیسک نشت می‌کند و آن را بر روی سطح آب حرکت می‌دهد، گزارش داده شده است.

حرکت قوی‌تر با استفاده از ودکا و آبسنت

تیم از الکل به عنوان سوخت استفاده کردند زیرا نسبت به صابون بهتر بود که آب را آلوده نمی‌کرد. همچنین، الکل بدون خراب کردن اثر مارانگونی تبخیر می‌شود. محققان ادعا کردند که با استفاده از الکل‌های قوی‌تر نتایج بهتری یافتند.

آنان حرکت ضعیفی با استفاده از آبجو و حرکت قوی‌تری با استفاده از ودکا و آبسنت به دست آوردند.

در سرعت‌های اوج، ربات‌ها با سرعت ۶ سانتی‌متر بر ثانیه حرکت کردند و در برخی آزمایش‌ها، دیسک‌ها تا ۵۰۰ ثانیه حرکت کردند.

با چاپ دیسک‌هایی با بیش از یک خروجی سوخت و چسباندن آنها به یکدیگر، محققان می‌توانند دستگاه‌های بزرگ‌تری ایجاد کنند که منحنی‌های وسیع را ردیابی کرده یا آنها را در محل چرخانند.

با توجه به گزارش، استفاده از دیسک‌های متعدد به محققان اجازه می‌دهد اثر «چریوز» را نیز بررسی کنند، زمانی که غلات یا اجسام شناور مشابه به هم می‌آیند.

حرکت پذیری یک جنبه بحرانی از توسعه ربات‌ها است و برای ربات‌های کوچک مقیاس روی آب چالش بیشتری دارد.

اخیراً، محققان چینی یک موتور مارانگونی قابل برنامه‌ریزی (PM-motor) را پیشنهاد کردند تا روبات‌های S-aquabots در مقیاس سانتی‌متر را با قابلیت تحرک و سازگاری بالا به حرکت درآورند.

آنها از الکترونیک ترکیبی سبک، فشرده و انعطاف‌پذیر برای انتشار دقیق اتانول استفاده کردند تا به پروپولوسیون کنترل‌شده، حسگر هوشمند و عملکردهای ارتباط بی‌سیم دست یابند.

موتور PM از گرادیان تنش سطحی ایجاد شده توسط اتانول آزاد شده از رگبرگ‌های الهام‌گرفته از برگ استفاده می‌کند و بهره‌وری سوخت را ۳.۵ برابر نسبت به ربات‌هایی که توسط اثر مارانگونی سنتی به حرکت درمی‌آیند، بهبود می‌دهد.

در نتیجه، دوام دستگاه تا حدود ۲۲۶ ثانیه برای یک فاصله ناوبری حدود ۵ متر با فقط ۱.۲ میلی‌لیتر اتانول است، بر اساس مطالعه‌ای که در Science Direct منتشر شد.

روبات‌های S-aquabots بدون بند می‌توانند ویدیوی زمان واقعی از صحنه‌های نزدیک نشان دهند یا اطلاعات بلندمدت محیط اطراف را تشخیص دهند و ارسال کنند.