"هكذا فهموا عليك. إنهم تحت الأرض اللعينة!" هكذا يقول فال ماكي، الموظف المأجور الذي لعب دوره كيفن بيكون في فيلم المخلوقات الكوميدية الكلاسيكية في التسعينيات: الارتعاش. يشير ماكي إلى Graboids، وهو نوع من اللافقاريات من الديدان العملاقة المتوحشة التي تنتقل تحت الأرض، وتدفع الأوساخ جانبًا أثناء الحفر.
محتويات
- تذهب نباتات الدودة الرملية للحفر
- الروبوتات الثعبانية التي تختبئ على سطح القمر
كان الأشخاص في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، ومعهد جورجيا للتكنولوجيا يعملون على روبوت لا يبعد مليون ميل عن Graboids. على الرغم من أنه أصغر حجمًا حاليًا، وأقل عرضة لمضغ الماشية والبشر المطمئنين، إنه مع ذلك تصميم نفقي مستوحى من الثعابين قادر على الحفر عبر التربة أو الرمال الناعمة. وربما، كما يدعي صانعوها، قد يتم العثور على الثرى السطحي على كواكب أخرى في يوم من الأيام. هل هذا هو مستقبل المركبات الفضائية التي لم تأت بعد؟
مقاطع الفيديو الموصى بها
"لقد قمنا بتطوير نوع من الروبوتات التي تختبئ، والتي تتخذ نهجا جديدا للحفر، من خلال محاولة تقليل قوى المقاومة بدلا من مكافحتها". نيكولاس ناكليريو، قال باحث في الهندسة الميكانيكية في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا لـ Digital Trends. "إن المبادئ الثلاثة [التي] تمكنه من تمديد الطرف للتخلص من السحب على طول جوانبه، وتسييل الهواء إلى تقليل قوة المقاومة للوسائط الحبيبية، وعدم التماثل للتحكم في قوى الرفع المنتجة أفقيًا يختبئ."
حفر آلي مع تمديد الطرف والتسييل الحبيبي
تذهب نباتات الدودة الرملية للحفر
الروبوت نفسه منخفض التقنية بشكل مدهش. جسمه مصنوع من نسيج نايلون محكم الغلق. ويقوم أنبوب من النايلون بتزويد طرفه بالهواء، مما يؤدي إلى تفجير الجسيمات الموجودة أمامه جانباً لتمهيد الطريق أثناء سيره تحت الأرض. تضيف جديلة ألياف الكربون صلابة الالتواء، بينما يقلل غلاف التيفلون من الاحتكاك. وتتحرك حركة الروبوت هوائيا بواسطة الهواء المضغوط أو النيتروجين، مما يسمح له بالتحرك تحت السطح.
قال Naclerio إنه لم يكن على دراية بـ الارتعاش Graboids (على الرغم من الديدان الرملية من الكثبان الرملية هي قصة أخرى.) في الواقع، في حين أن الروبوت كان بالتأكيد مستوحى من الطبيعة، إلا أنه على ما يبدو لم يكن يعتمد على الديدان أو الثعابين على الإطلاق.
وقال ناسليريو: "إن الروبوت الخاص بنا مستوحى بشكل مباشر من جذور النباتات، التي تنمو من أطرافها لتمتد إلى عمق التربة". "من خلال التمدد من طرفه، يتجنب الروبوت الاحتكاك على جانبيه، ويمكنه الدوران في أي اتجاه. لقد استلهمنا أيضًا من الأخطبوط الرملي الجنوبي الذي يطرد نفاثة من الماء للمساعدة في الحفر في قاع البحر. يقوم الروبوت الخاص بنا بنفخ الهواء من طرفه لتسييل الرمال بالقرب من طرفه، مما يقلل من القوة التي يحتاجها للحفر في الأرض. وأخيرًا، استخدمنا اتجاهًا غير متماثل لتدفق الهواء وإسفينًا مائلًا عند طرف الروبوت للمساعدة في التحكم في قوى الرفع. وهذا مستوحى من سحلية سمكة الرمل، التي تستخدم رأسها الإسفيني لمساعدتها على الحفر في الرمال.
وقد ساعد هذا التصميم الفريد الفريق على التغلب على "تحدي الرفع" في الحفر الأفقي. وقال: "عندما حاولنا لأول مرة أن نحفر أفقيا، كان الروبوت الخاص بنا يظهر دائما على السطح". "اتضح أن الجسم المتماثل الذي يتحرك أفقيًا عبر الوسائط الحبيبية يواجه الرفع، لأنه من الأسهل دفع المادة للأعلى وبعيدًا عن الطريق بدلاً من ضغطها لأسفل. لقد عالجنا هذه المشكلة عن طريق نفخ الهواء لأسفل بشكل مستقيم لتقليل تدرج القوة الذي يسبب الرفع، ومن خلال إضافة الإسفين إلى طرف الروبوت.
الروبوتات الثعبانية التي تختبئ على سطح القمر
إذًا، ما هي التطبيقات التي يمكن أن يمتلكها هذا الروبوت الثعبان/الكرمة المختبئ؟ والأهم من ذلك، هل يمكن توسيع نطاقها لإزاحة كميات كبيرة من الرمال أو التربة؟ وقال ناسليريو: "نعتقد أن المبادئ المقدمة في هذه الورقة يمكن استخدامها لتوسيع قدرات طرق الحفر التقليدية، وخاصة في الحفر الأفقي والقابل للتوجيه".
وفيما يتعلق بحالات الاستخدام، قد تتضمن الحالات الأرضية الأكثر استخدامًا أنشطة متنوعة لحفر الخنادق. "إحدى الرؤى المبكرة التي كانت لدينا لهذا المشروع هي أن الروبوت سوف يحفر للأسفل، وتحت، ولأعلى الجانب الآخر من الممر لتركيب خط الري أو الاتصال دون الحاجة إلى حفر خندق قال. "وتشمل التطبيقات الأخرى البحث والإنقاذ، وتركيب حلقات الطاقة الحرارية الأرضية، وفحص مخازن الحبوب، والمزيد."
إن كلمة "المزيد" التي تطفو بشكل غير تدخلي في نهاية فحص الحبوب، هي التي تجعل حالة الاستخدام الأكثر إقناعًا (والخيال العلمي) على الإطلاق. وتابع ناسليريو: "نعتقد أن الروبوت مناسب بشكل خاص للبيئات الجافة ومنخفضة الجاذبية خارج كوكب الأرض، حيث قد يكون من الصعب إنتاج القوى التفاعلية". "تشمل التطبيقات الأمثلة وضع أجهزة استشعار حرارية على المريخ، واستكشاف النفق البركاني على القمر، وأخذ عينات من الكويكبات أو تثبيتها، واستكشاف الجليد الحبيبي على إنسيلادوس، أحد أقمار زحل."
فكرة استخدام هذه التقنية ل استكشاف بيئات منخفضة الجاذبية في الفضاء قد يبدو بعيد المنال. ومع ذلك، يتعاون الفريق حاليًا في مشروع مع وكالة ناسا لتغطية بعض هذه التطبيقات الدقيقة. من يدري: ربما لا تكون الروبوتات الدودية الموجودة في الفضاء مجنونة تمامًا كما تبدو!
وكانت ورقة تصف العمل نُشر مؤخرًا في مجلة Science Robotics.
توصيات المحررين
- تعرف على الروبوت الذي غيّر قواعد اللعبة والذي يمكنه تقليد أي رمية بشرية بشكل مثالي
- روبوت الإصلاح يسبح عبر خطوط أنابيب النفط ويلحم الشقوق - دون أن ينفجر
- Ballie هو روبوت متدحرج من سامسونج يمكنه المساعدة في المنزل الذكي
- اضربها، ولفها، واسحبها، وامسكها: يمكن ليد الروبوت من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا التقاط الأشياء بسهولة
- تم تصميم الروبوت الأفعى التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للزحف عبر الأوعية الدموية في الدماغ
