روبوت بحجم الحشرة يطير في الهواء ويتولى مهام البحث والانقاذ

يعمل باحثون أمريكيون على ابتكار «روبوت» صغير بحجم الحشرة ولديه القدرة على الطيران والتحليق والتنقل، ليكون أشبه بالذباب والبعوض والحشرات الأخرى الطائرة، وسوف توكل لهذا «الروبوت» الجديد القيام بمهام البحث والانقاذ والاستكشاف والاستطلاع.

وقال تقرير نشرته جريدة «دايلي ميل» البريطانية، واطلعت عليه «القدس العربي» إن العمل يجري على قدم وساق في معهد «ماساتشوستس» للتكنولوجيا بالولايات المتحدة، وذلك بالتزامن مع حرائق الغابات التي تشكل تحدياً كبيراً للسلطات المحلية، فيما سيأتي هذا الروبوت المبتكر ليحدث تحولاً ملموساً في عمليات مكافحة هذه الحرائق.
ويزعم الباحثون أن هذه «اليراعات الروبوتية الصغيرة التي تزن بالكاد أكثر من مشبك ورق وتتوهج أثناء طيرانها يمكن استخدامها للمساعدة في مهام البحث والانقاذ» بحسب ما تقول «دايلي ميل».
وقام المهندسون في معهد «ماساتشوستس» للتكنولوجيا سابقاً بتطوير روبوتات بحجم الحشرات ذات عضلات اصطناعية صغيرة تسمح لهم بالتجول بخفة حركة تشبه الحشرات عن طريق رفرفة أجنحتها بسرعة.
ووجد المهندسون الآن طريقة لتضمين جزيئات صغيرة جداً في هذه العضلات الاصطناعية، مما يعني أنها تصدر ضوءاً ملوناً أثناء الطيران.
ويمكن للروبوتات استخدام هذا الضوء للتواصل مع بعضها البعض، كما يمكن حتى استخدامها للإشارة للمساعدة في حالات الطوارئ، وفقاً للباحثين.
ويقول العلماء إنه على سبيل المثال إذا تم إرسال الروبوت في مهمة بحث وانقاذ إلى مبنى منهار، يمكن للروبوت الذي يعثر على الناجين استخدام الأضواء للإشارة إلى الآخرين وطلب المساعدة.
وفي نهاية العام الماضي أظهر باحثو معهد «ماساتشوستس» للتكنولوجيا طريقة جديدة لصنع عضلات اصطناعية لحشرات الروبوت عن طريق تكديس طبقات متناوبة من المطاط الصناعي وإلكترود الأنابيب النانوية الكربونية، ثم دحرجة المكدس إلى أسطوانة اسفنجية.
وعندما يتم تطبيق جهد على الأسطوانة، تضغط الأقطاب الكهربائية على المطاط الصناعي، ويثير الإجهاد الميكانيكي أجنحة الروبوت. ولجعل الأجنحة تضيء، قام الباحثون الآن بدمج جزيئات كبريتات الزنك المتوهجة كهربائيا في العضلات الاصطناعية للروبوتات.
وعندما تكون جسيمات الزنك هذه في وجود مجال كهربائي قوي جداً وعالي التردد، فإنها تنبعث منها جسيمات دون ذرية من الضوء تُعرف بالفوتونات.
واكتشف الباحثون أنه يمكنهم استخدام الجهد العالي لإنشاء مجال كهربائي قوي في العضلات الاصطناعية، ثم دفع الروبوت بتردد عالٍ، مما يتسبب في إضاءة الجسيمات بشكل ساطع.
وقال كيفن تشين، من معهد «ماساتشوستس» للتكنولوجيا، وهو كبير مؤلفي الدراسة: «تقليدياً، المواد المضيئة بالكهرباء مكلفة للغاية، ولكن بمعنى ما، نحصل على هذا التألق الكهربي مجاناً لأننا نستخدم المجال الكهربائي فقط بالتردد الذي نحتاجه للطيران».
ويضيف: «لسنا بحاجة إلى تشغيل جديد أو أسلاك جديدة أو أي شيء، حيث لا يتطلب تسليط الضوء سوى حوالي 3 في المئة من الطاقة».
ووجد الباحثون أن تعديل التركيبة الكيميائية لجزيئات الزنك يغير لون الضوء المنبعث.
وصنع الباحثون جزيئات خضراء وبرتقالية وزرقاء، ووجدوا طريقة لجعل العضلات الاصطناعية تصدر ضوءاً متعدد الألوان ومنمقاً.
وتعد القدرة على إصدار الضوء أمراً مهماً لأنها تتيح تتبع الروبوتات بسهولة أكبر.
والروبوتات الصغيرة الحجم خفيفة الوزن لدرجة أنها لا تستطيع حمل المستشعرات التي تستخدمها الروبوتات كبيرة الحجم عادة للتواصل، مثل البلوتوث أو اللاسلكي.
ويستخدم الباحثون عموماً كاميرات الأشعة تحت الحمراء لتتبعهم، لكنها غالباً ما تكون مرهقة ولا تعمل بشكل جيد في الهواء الطلق.
ومع ذلك، فإن تضمين جزيئات الإنارة الكهربائية في العضلات الاصطناعية للروبوتات يسمح بتتبعها بدقة باستخدام ثلاث كاميرات للهواتف الذكية فقط.
وطور الباحثون برنامج كمبيوتر يمكنه تتبع موضع الروبوتات في حدود 2 مم من أحدث أنظمة التقاط الحركة بالأشعة تحت الحمراء.
وقال تشين: «نحن فخورون جداً بمدى جودة نتائج التتبع مقارنةً بأحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا».
وأضاف: «كنا نستخدم أجهزة رخيصة، مقارنة بعشرات الآلاف من الدولارات التي تكلفها أنظمة تتبع الحركة الكبيرة هذه، وكانت نتائج التتبع قريبة جداً». وتزيد جزيئات الزنك من وزن الروبوت بنسبة 2.5 في المئة فقط، لذلك لا يوجد تأثير على أداء الرحلة.
وأضاف تشين: «هذه خطوة رئيسية نحو تحليق هذه الروبوتات في البيئات الخارجية حيث لا يوجد لدينا نظام تتبع حركة متطور ومضبوط جيداً».
وتقول «دايلي ميل» إن الباحثين يخططون في المستقبل لتعزيز نظام تتبع الحركة الخاص بهم حتى يتمكن من تتبع الروبوتات في الوقت الفعلي، كما يعملون أيضاً على دمج إشارات التحكم، بحيث يمكن للروبوتات تشغيل وإطفاء الضوء أثناء الطيران والتواصل مثل الحشرات الحقيقية.
وقال كوشيك جايارام من جامعة كولورادو في بولدر، والذي لم يشارك في هذا البحث: «هذا العمل مثير للاهتمام حقاً لأنه يقلل من الحمل (الوزن والقوة) لتوليد الضوء بدون المساس بأداء الطيران».
وأضاف: «إن جيل الفلاش المتزامن لنبضات الجناح الذي تم توضيحه في هذا العمل سيجعل من السهل تتبع الحركة والتحكم في طيران الروبوتات الصغيرة المتعددة في بيئات الإضاءة المنخفضة سواء في الداخل أو في الهواء الطلق».
متابعات