«روبوت» على شكل حشرة يعمل بالطاقة الشمسية ويقوم بالمهام الخطرة

صمَّم علماء في اليابان حشرة آلية جديدة تشبه «الصرصار» يتم التحكم فيها عن بعد، ومجهزة بحقيبة ظهر تعمل بالبطارية ويتم شحنها بألواح شمسية، على أن هذا «الروبوت» يمكن أن يقوم بالعديد من المهام المعقدة والخطرة ويصل إلى أماكن يصعب على البشر الوصول إليها أو التعامل معها.

وقال تقرير نشرته جريدة «دايلي ميل» البريطانية إن «الصرصار الآلي» يهدف إلى الدخول للمناطق الخطرة أو مراقبة البيئة أو القيام بمهام البحث والإنقاذ دون الحاجة إلى إعادة الشحن. واضطر الباحثون اليابانيون الذين ابتكروا هذا الاختراع إلى تثبيت بعض المكونات في عبوة صغيرة لتمكينه من القيام بجميع الحركات الطبيعية للصراصير.

وقال المؤلف الرئيس للبحث الذي انتهى إلى هذا الابتكار كينجيرو فوكودا: «تحقق وحدة الخلايا الشمسية العضوية فائقة النحافة المثبتة على الجسم طاقة إنتاجية تبلغ 17.2 ميغاوات، وهو أكثر من 50 مرة من إنتاج الطاقة لأحدث أجهزة تجميع الطاقة الحالية على الحشرات الحية».

وكانت الصراصير التي اشتهرت بقدرتها على النجاة من حرب نووية مصدر إلهام لعدد من التقنيات في السنوات الأخيرة.

وصممت فرق مختلفة من العلماء سابقاً حشرات آلية يتم التحكم بها عن بُعد يمكنها تسلق الجدران وحمل الأشياء والعثور على البشر أثناء مهام البحث والإنقاذ.

وتعد البطارية ضرورية لإرسال واستقبال هذه الإشارات الكهربائية، والتي يجب شحنها. وفي حين أنه من الممكن بناء محطات إرساء لإعادة شحن البطارية، فإن الحاجة إلى العودة وإعادة الشحن يمكن أن تعطل المهام الحساسة للوقت، وهي المعضلة التي تمكن الفريق الياباني أخيراً من حلها والتغلب عليها.

وأراد الفريق البحثي الياباني التابع لمعهد «RIKEN» إنشاء إصدار أكثر عملية لا يحتاج إلى العودة إلى المعالج أو محطة الإرساء عند نفاد الطاقة، لذلك قاموا بتصميم خلية شمسية على متن الطائرة يمكنها أن تضمن باستمرار بقاء الصرصور مشحوناً أثناء عمله. ومع ذلك فإن مساحة السطح المتاحة للصراصير محدودة لجميع المكونات اللازمة لتحريك أرجلها والحفاظ عليها. وكان الحل الذي توصل لها الباحثون هو تصميم «حقيبة ظهر» خاصة يمكن أن تحمل بدقة كلاً من وحدة التحكم في الساق اللاسلكية وبطارية ليثيوم بوليمر قابلة لإعادة الشحن.

وتمكن العلماء من تثبيت هذا الجهاز الإلكتروني الصلب بثبات على الحشرة لمدة تزيد عن شهر، مع ترك مساحة في مكان آخر من الجسم لزرع الألواح الشمسية. كما تم تركيب وحدة الخلايا الشمسية العضوية بسمك 0.004 ميلمتر على الجانب الظهري من بطن الصرصور.

ومع ذلك وجد الباحثون أن البطن تغير شكلها أثناء تحرك الصرصور الآلي، حيث عندما كانت الحشرة مزودة بغشاء سميك استغرقت الحشرة ضعف الوقت للمشي لمسافة محددة ووجدت صعوبة في تصحيح نفسها عندما تكون على ظهرها. ولحل هذه المشكلة قام الباحثون بتقصير المقاطع اللاصقة وغير اللاصقة على الفيلم مما سمح له بالانحناء للخارج أثناء ثني البطن ولكن أيضاً يظل ملتصقاً.

كما أن سمكها أقل من 0.005 مم والذي وجد أنه الحد الأعلى لسمك الفيلم الذي لا يضعف الحركات الأساسية للحشرات. وبمجرد دمج حقيبة الظهر وفيلم الخلايا الشمسية في الصراصير التي يبلغ طولها ستة سم تم الاختبار بنجاح.

وتم شحن البطارية 17.2 ميجاوات بأشعة الشمس الزائفة لمدة 30 دقيقة، كما تم تحويل الروبوت إلى اليسار واليمين باستخدام جهاز التحكم عن بعد اللاسلكي.

وقال فوكودا: «بالنظر إلى تشوه الصدر والبطن أثناء الحركة الأساسية، يبدو أن النظام الإلكتروني الهجين المكون من عناصر صلبة ومرنة في الصدر وأجهزة فائقة النعومة في البطن هو تصميم فعال لهذه الصراصير الإلكترونية».

متابعات