ابداع دستکش اختاپوسی برای گرفتن اشیا در زیر آب
به گزارش بیست و یکم دانشمندان با الهام از اختاپوس یک دستکش ساخته اند که به کاربران امکان می دهد اشیای زیر آب را بگیرند تا کمک شایانی به غواصان امداد و نجات باشد.
به گزارش بیست و یکم به نقل از ایسنا و به نقل از دیلی میل، آیا تاکنون برایتان پیش آمده که گرفتن چیزی در زیر آب دشوار باشد و مدام از دست تان لیز بخورد و رها شود؟
حالا دانشمندان به چاره ای برای نگه داشتن اشیاء زیر آب رسیده اند. محققان در موسسه "ویرجینیا تک"(Virginia Tech) دستکشی ساخته اند که به غواصان امکان می دهد در هنگام نجات افراد درحال غرق شدن، ابزار مناسبی داشته باشند.
در ساخت این دستکش اختاپوسی از اندام اختاپوس الهام گرفته شده است و با مکنده های رباتیک مجهز به حسگرهایی پوشانده شده است که می توانند میزان فاصله یک شی با خویش را تشخیص دهند. هنگامی که حسگرها یک سطح نزدیک را تشخیص می دهند، سیگنالی را به کنترل کننده می فرستند که چسبندگی مکنده ها را فعال می کند.
محققان امیدوارند که این دستکش بتواند برای عملیات های زیر آب که به لمس ظریف نیاز است، استفاده گردد.
انسان ها به صورت طبیعی برای کار در زیر آب تکامل نیافته اند، بنا بر این است که عینک ها و لباس های شنا و غواصی اختراع شده اند. پوست لغزنده دستان ما هم از این قاعده مستثنی نیست.
غواصان امداد و نجات، باستان شناسان زیر آب، مهندسان پل و خدمه نجات، همگی برای انجام کارهای خود به داشتن کنترل خوب متکی هستند. ازاین رو گاهی نیاز است که برای جبران لغزندگی دست ها، خویش را به ابزاری مجهز کنید که می تواند عملیات مورد نظر را کارآمدتر کند.
"مایکل بارتلت"، استادیار مهندسی مکانیک در موسسه "ویرجینیا تک" می گوید: زمان های حساسی وجود دارد که این توانایی به یک مساله مهم و حیاتی تبدیل می شود. طبیعت راهکارهای عالی را در اختیار ما گذاشته است، ازاین رو تیم ما برای ایده گرفتن به دنیای طبیعی نگاه کرد و اختاپوس یک منبع الهام آشکار بود.
یک اختاپوس دارای هشت بازوی بلند است که می تواند اشیاء را با هر نوع سطحی که دارند، در زیر آب به خوبی در اختیار بگیرد. بنا بر این است که ما به آن هشت پا می گوییم.
بازوهای اختاپوس با مکنده هایی پوشیده شده اند که به وسیله سیستم عضلانی و عصبی این حیوان آبزی کنترل می شود. پس از آن که لبه بیرونی پهن مکنده های بازوی اختاپوس با یک جسم برخورد کند و به آن بچسبد، اختاپوس می تواند از ماهیچه های خود برای انقباض یا شل کردن ناحیه پشت لبه برای افزایش یا آزاد کردن فشار استفاده نماید.
هنگامی که خیلی از مکنده ها درگیر می شوند، یک پیوند چسبنده قوی ایجاد می شود که به سختی میتوان از آن گریخت.
"بارتلت" می گوید: وقتی به اختاپوس نگاه می نماییم، چسبندگی بازوهای آن خودنمایی می کند و این حیوان به سرعت در صورت نیاز این توانایی خویش را فعال و غیرفعال می کند.
وی ادامه داد: چیزی که بسیار جالب است این است که اختاپوس با پردازش اطلاعات از سنسورهای شیمیایی و مکانیکی مختلف خود، بیشتر از ۲۰۰۰ مکنده را در هشت بازویش کنترل می کند. اختاپوس واقعاً قابلیت تنظیم چسبندگی، حس و کنترل را برای در اختیار گرفتن اشیاء زیر آب گردهم می آورد.
حالا محققان تیم لابراتوار مواد و سازه های نرم "ویرجینیا تک"، مکنده های مخصوص خویش را ساخته اند که دارای ساقه های لاستیکی سازگار با غشاهای نرم است.
این مکنده ها بگونه ای طراحی شده اند که درست مانند اختاپوس در طبیعت به سطوح مسطح، منحنی، صاف و ناهموار روی اشیاء با اشکال و اندازه های مختلف با فشار کم می چسبند.
"اریک مارکویکا" از دانشگاه "نبراسکا-لینکلن" سپس مجموعه ای از سنسورهای مجاورت نوری میکرو-لیدار را به آن اضافه کرد که میزان نزدیکی یک جسم را تشخیص می دهند.
سپس مکنده ها و سنسورهای لیدار(LIDAR) از راه یک ریزکنترل کننده به هم متصل شدند و بدین ترتیب سیستم عصبی و عضلانی یک اختاپوس شبیه سازی شد.
"بارتلت" می گوید: با ادغام مواد چسبنده نرم و واکنش پذیر با وسایل الکترونیکی می توانیم اشیای مختلف را بدون فشار آوردن به آنها در دست بگیریم. این کار با اجسام خیس یا زیر آب بسیار ساده تر و طبیعی تر انجام می شود، چون که لوازم الکترونیکی تعبیه شده در این دستکش می توانند به سرعت چسبندگی را فعال و غیرفعال کنند.
وی ادامه داد: فقط کافی است دست خویش را به سمت یک شیء حرکت دهید و دستکش باقی کار را برای در اختیار گرفتن آن انجام می دهد. این کار حتی بدون احتیاج به فشردن هیچ دکمه ای توسط کاربر انجام می شود.
پس از آن که مکنده ها به دستکش متصل شدند، مهندسان آنها را تنها با بهره گیری از یک سنسور بر روی اجسام ظریف و سبک آزمایش کردند. آنها دریافتند که این مکنده ها می توانند به سرعت اجسام مسطح، اسباب بازی های فلزی، سیلندرها، قاشق و یک توپ هیدروژل فوق نرم را بلند کرده و رها کنند.
بعد از تنظیم مجدد شبکه حسگرها جهت استفاده از تمام حسگرها برای تشخیص اشیاء، دستکش همینطور قادر به گرفتن اجسام بزرگتر مانند بشقاب، جعبه و کاسه شد.
در نهایت، اجسام مسطح، استوانه ای، محدب و کروی که از مواد سخت یا نرم تشکیل شده اند، حتی زمانی که کاربران با بستن دست های خود، شیء را نمی گیرند، به دستکش چسبیده و بلند می شوند.
"راوی توتیکا" از محققان این پروژه اظهار داشت: این توانایی ها از در اختیار گرفتن، حس کردن و کنترل پیشرفته اختاپوس ها تقلید می کنند و بستری را برای پوست های چسبنده مصنوعی زیر آب فراهم می کنند که می توانند به صورت قابل اعتماد اجسام مختلف زیر آب را در اختیار بگیرند. این مطمئناً گامی در جهت درست است، اما چیزهای زیادی برای ما وجود دارد که باید برای رسیدن به توانایی های کامل طبیعت یاد بگیریم.
محققان امیدوارند در آینده این دستکش در صنعت رباتیک زیر آب، فناوری های امداد و نجات و مراقبت های بهداشتی نقش داشته باشد.
این مطالعه در مجله Science Advances انتشار یافته است.
منبع: 21th.ir
این مطلب بیست و یکم را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب