في دراسة جديدة، اكتشف علماء EPFL أن خنافس وحيد القرن تستخدم آليات سلبية لنشر وسحب أجنحتها بدلاً من العضلات. ألهمت هذه النتائج العلماء لتصميم ميكروبوت جديد، مما يوضح نهجًا بسيطًا وفعالًا لتصميم روبوتات طائرة صغيرة تشبه الحشرات.
رغم الأبحاث الحديثة على الأجنحة الخلفية للخنافس، لم تتمكن الدراسات من توضيح كيفية تشغيلها. الآن، كشف علماء بقيادة داريو فلوريانو في EPFL لأول مرة أن الأجنحة الخلفية للخنافس تُنشر وتُسحب بشكل سلبي. باستخدام مزيج من الكاميرات عالية السرعة واختبارات على نماذج روبوتية، أظهروا أن الأجنحة الخلفية تستفيد من الأجنحة الغمدية لنشرها وسحبها، بينما قوى الخفقان تُجبر الأجنحة على الانفتاح. قد تكون هذه النتائج مفيدة في تصميم روبوتات دقيقة جديدة يمكنها الطيران في الأماكن الضيقة. استخدم باحثو EPFL بالفعل المعرفة المكتسبة حديثًا لاختبار ميكروبوت خفاق يستفيد من آلية سلبية مماثلة للإقلاع والطيران والهبوط.
وضح هوونغ-فو فان – وهو باحث ما بعد الدكتوراه في مجموعة فلوريانو والمؤلف الأول للنشر- : “تزيد هذه النتائج من فهمنا لاستراتيجيات الحركة في الحشرات، وتقربنا خطوة من تنفيذها في تصميم ميكروبات طائرة صغيرة الحجم، مما يجعلها أشبه بالحشرات”. طبق علماء EPFL بالفعل مبدأ الآلية السلبية في ميكروبوت جديد يزن 18 غرامًا. في هذا الروبوت، يقوم محرك بتنشيط الرفرفة والنشر السلبي للأجنحة بعرض 20 سم مما يسمح بالإقلاع والطيران المستقر. عند إيقاف الرفرفة، يتراجع الروبوت بسرعة الأجنحة على الجسم عند الهبوط دون الحاجة إلى مشغلات إضافية. وأضاف هوونغ-فو فان: “تعتبر هذه الروبوتات ترقية للروبوتات الخافقة الموجودة التي تبقي أجنحتها في وضعية ممتدة بالكامل؛ يمكن أن تكون مفيدة بشكل خاص في الأماكن المزدحمة والمحصورة”.
تمثل الدراسة، التي نُشرت في مجلة «نايتشور» (Nature) خطوة مهمة إلى الأمام في مجال المحاكاة الحيوية وتصميم الروبوتات. وقد تشهد التطورات المستقبلية نشر هذه الروبوتات الصغيرة الحجم في مجموعة متنوعة من السيناريوهات، من عمليات البحث والإنقاذ في مناطق الكوارث إلى الاستكشاف والصيانة في البيئات الخطرة.
