المشي على الماء - الإنجيل الآلي

العديد من أنواع الحشرات العديدة لديها القدرة على المشي على الماء. وتستخدم هذه الحشرات التوتر السطحي للماء لهذا الغرض. إحدى الحركات الأكثر تعقيدًا هي القفز من الماء. وفي الدراسة، فحص الباحثون الطريقة التي يقفز بها المتسابقون في الماء

بقلم: دفنا حاييم لانجفورد
نُشر في عدد مجلة Science بتاريخ 31 يوليو 2015 مقال يصف تطوير روبوت قادر على المشي على الماء وحتى الطفو على ارتفاع من سطح سائل. وتم تطوير الروبوت بالتعاون بين معهد ويس وكلية الهندسة بجامعة هارفارد وجامعة سيول في كوريا، وهو مستوحى من "عداءي الماء" المعروفين أيضا باسم "حشرات يسوع".

العديد من أنواع الحشرات العديدة لديها القدرة على المشي على الماء. وتستخدم هذه الحشرات التوتر السطحي للماء لهذا الغرض. إحدى الحركات الأكثر تعقيدًا هي القفز من الماء. وفي الدراسة المذكورة، فحص الباحثون الطريقة التي يقفز بها المتسابقون في الماء. يمتلك المتسابقون في الماء زوجين من الأرجل، الخلفية والوسطى، وهما أطول بكثير من الأمامية، ويركضون على سطح الماء في حركة تجديف متناظرة مع الاستفادة من التوتر السطحي للماء. وقام الباحثون بتصوير حركة الحشرات على سطح الماء، بما في ذلك حركة القفز، وبعد تحليل آليات الحركة، استخدموا النتائج وقاموا بتطوير روبوت قادر على القفز خارج الماء مثل الحشرات.

ومن أجل الوصول إلى حالة القفز وليس حالة الغرق، لا بد من الضغط على "سطح" الماء بضغط معين، لمدة مناسبة وإلى عمق محدد. يقوم مجاري المياه بذلك بكفاءة ودون أي نظام تحكم متطور. ويظهر البحث أنه من أجل الخروج من الماء بطريقة مثالية، يجب أن يكون الاتصال بين الطرف والماء أكبر قدر ممكن خلال وقت القفز. اتضح أن مجاري المياه تؤثر على سطح الماء بقوة تعادل 16 مرة وزنهم، وهي القوة القصوى تحت العتبة التي سينكسر فيها التوتر السطحي للماء ويغرقون. العديد من الحشرات مثل عداءات الماء قادرة على القيام بمناورات صعبة مثل الطيران والطفو والسباحة والجري وحتى القفز بسهولة شديدة، وذلك بفضل شكلها الذكي وليس بالضرورة القدرات المعرفية المعقدة، أو كما يسميها الباحثون "الجسدية". ذكاء". إن تصدع الهياكل المادية سيجعل من الممكن بناء روبوتات تتمتع بقدرات فريدة على المناورة دون الحاجة إلى أنظمة حسابية وتحكم معقدة.

تأسس معهد ويس بجامعة هارفارد عام 2009 بهدف تطوير مواد وأدوات مستوحاة من الطبيعة لتحسين عالم الطب. يعمل المعهد بالتعاون مع المستشفيات الرائدة ومع الكليات المختلفة في مجالات الهندسة والتصميم. وبفضل التعاون بين المهندسين وعلماء الأحياء والصناعيين، وصلت الأبحاث في مختلف المجالات إلى مرحلة النضج التجاري في السنوات الأخيرة، وتم نقلها إلى مزيد من التطوير في الصناعة.

لإشعار الباحثين