دانشمندان سوئیسی موفق شده‌اند نمونه‌های بسیار کوچکی از پهپادها را بسازند که نیروی مورد نیاز برای حرکت خود را مستقیماً از صدا دریافت می‌کنند. این فناوری با استفاده از تشدید آکوستیکی، امکان حرکت تجهیزات بسیار کوچک را بدون موتور یا قطعات مکانیکی متحرک فراهم می‌کند.
بر اساس گزارش techspot پژوهشگران سوئیسی با استفاده از تشدید آکوستیکی توانسته‌اند انرژی صوتی را مستقیماً به نیروی پیشران تبدیل کنند و قایق‌های مینیاتوری و پهپادهای میکروسکوپی را به حرکت درآورند.
آنها حفره‌های توخالی بسیار کوچکی با طراحی دقیق ساخته‌اند که می‌توانند به فرکانس‌های مشخص صوتی واکنش نشان دهند. زمانی که موج صوتی مناسب به حفره می‌رسد، هوای محبوس داخل آن به‌شدت ارتعاش می‌کند. سپس هوا به شکل یک جریان متمرکز از خروجی حفره خارج می‌شود و در نتیجه نیروی پیشران در جهت مشخصی به وجود می‌آید.
نکته مهم این است که در این روش، صدا صرفاً از بیرون به جسم نیرو وارد نمی‌کند؛ بلکه ساختار ربات انرژی صوتی را دریافت کرده و آن را به نیروی محرکه تبدیل می‌کند. به همین دلیل می‌توان سامانه پیشران را مستقیماً در ساختار ربات ادغام کرد.
کنترل پهپادهای کوچک با تغییر فرکانس صدا
پژوهشگران برای آزمایش این ایده، پهپادهای مینیاتوری با ابعاد چند سانتی‌متر ساختند که هرکدام حداکثر 3 حفره تشدیدکننده داشتند. هر حفره برای واکنش به یک فرکانس صوتی متفاوت طراحی شده بود و می‌توانست نیروی پیشران را در جهت مشخصی ایجاد کند.
با تغییر فرکانس صدای تولیدشده توسط یک بلندگوی نزدیک، پژوهشگران می‌توانستند حفره‌های مختلف را به‌صورت جداگانه فعال کنند. به این ترتیب پهپادها قادر بودند حرکت کنند، مسیر خود را تغییر دهند و از موانع عبور کنند. حتی قابلیت ناوبری خودکار این پهپادهای کوچک نیز به نمایش گذاشته شد.
این روش به دلیل نداشتن موتور و قطعات مکانیکی متحرک، ظرفیت بالایی برای کوچک‌سازی دارد. پژوهشگران نیز در مرحله بعد سراغ ساخت نمونه‌هایی در ابعاد بسیار کوچک‌تر رفتند. تیم تحقیقاتی با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی در مقیاس نانو، میکروفلایرهایی ساخت که حفره‌های تشدیدکننده مستقیماً در ساختار آنها تعبیه شده بود.
این پرنده‌های بسیار کوچک به جای فرکانس‌های قابل شنیدن، با امواج فراصوت کار می‌کنند؛ بنابراین صدای عملکرد آنها برای انسان قابل شنیدن نیست. یکی از نمونه‌های آزمایشی تنها 150 میکروگرم وزن داشت و از 3 حفره برای ایجاد نیروی رو به پایین استفاده می‌کرد.
این ساختار با تولید نیروی پیشران از سطح جدا می‌شد و حرکتی شبیه یک موشک بسیار کوچک داشت. در طراحی دیگری، 3 پره در اطراف یک نقطه مرکزی قرار گرفتند و هر پره به یک تشدیدگر مجهز شد. فعال شدن این حفره‌ها با فرکانس مناسب باعث چرخش پره‌ها با سرعتی تا 13,000 دور در دقیقه شد.
این سرعت نیروی بالابر کافی برای معلق ماندن دستگاه را ایجاد کرد و نمونه موردنظر مانند یک هلیکوپتر بسیار کوچک در هوا باقی ماند. البته این فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد. میکروفلایرهای آزمایشی کمتر از 5 میلی‌متر از سطح زمین بلند شدند و قایق‌های مورد استفاده نیز بسیار سبک بودند.
به گفته پژوهشگران، چنین روشی می‌تواند در آینده امکان حرکت، خم شدن یا ارتعاش مستقل بخش‌های مختلف یک ربات را فراهم کند. در نتیجه می‌توان ربات‌های بسیار کوچکی ساخت که نه‌تنها با صدا حرکت می‌کنند، بلکه شکل و رفتار خود را نیز بر اساس فرکانس صوتی دریافتی تغییر می‌دهند.
این تشدیدگرها را می‌توان با موادی مانند پلاستیک‌های چاپ سه‌بعدی، پلیمرهای انعطاف‌پذیر و شیشه ساخت. از آنجا که خبری از موتور، چرخ‌دنده و قطعات مغناطیسی در این سامانه نیست، پژوهشگران معتقدند امکان کوچک‌سازی بیشتر آن وجود دارد.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت