หุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพสามารถบินและดำน้ำได้
October 11, 2019
โดรนเปรียบเสมือนปลาบิน
หุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพใช้น้ำจากสิ่งแวดล้อมเพื่อสร้างจรวดขับเคลื่อน แก๊ส และเริ่มจาก ผิวน้ำ หุ่นยนต์ดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยจากวิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอน ทีมงานของ Mirko Kovac ในนิตยสาร Science Robotics ระบุ โดยสามารถบินได้ในระยะ 26 เมตรหลังการปล่อย และสามารถใช้เก็บตัวอย่างน้ำในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายและน่าสับสน เช่น น้ำท่วมหรือการตรวจสอบมลภาวะทางทะเล
< /div>
หุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนที่จากน้ำสู่อากาศเป็นที่น่าพอใจในบางสถานการณ์ อย่างไรก็ตาม การเปิดตัวต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ซึ่งจนถึงขณะนี้ยังทำได้ยากด้วยหุ่นยนต์ขนาดเล็ก ขณะนี้นักวิจัยได้คิดค้นระบบที่ต้องการผงแคลเซียมคาร์ไบด์เพียง 0.2 กรัมในห้องเผาไหม้ ส่วนที่เคลื่อนไหวได้เพียงอย่างเดียวคือปั๊มขนาดเล็กที่ดึงน้ำจากสภาพแวดล้อมที่หุ่นยนต์ตั้งอยู่ เช่น ทะเลสาบหรือมหาสมุทร
จากนั้นน้ำจะถูกสัมผัส ด้วยผงแคลเซียมคาร์ไบด์ในห้องปฏิกิริยาและผลิต แก๊ส อะเซทิลีนที่ติดไฟได้ เมื่อ แก๊ส ติดไฟและขยายตัว มันจะดันน้ำออกมาเหมือนเป็นไอพ่นขับเคลื่อนที่ "ยิง" หุ่นยนต์ออกจากน้ำและขับเคลื่อนให้เครื่องร่อนลอยได้สูงถึง 26 เมตร
< /div>
"การเปลี่ยนผ่านจากน้ำสู่อากาศเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานสูงซึ่งทำได้ยากด้วยวัตถุบินขนาดเล็กที่ต้องบินได้ง่าย" Mirko Kovac ผู้อำนวยการ "ห้องปฏิบัติการหุ่นยนต์ทางอากาศ" อธิบาย " ที่ Imperial College London และของ "Materials and Technology Center of Robotics" ที่ Empa "เราใช้สารเคมีที่ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อลดปริมาณวัสดุที่หุ่นยนต์ต้องขนย้าย เมื่อห้องบรรจุเต็มอย่างอดทนและน้ำโดยรอบทำหน้าที่เหมือนลูกสูบ เราสามารถสร้างวงจรการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ได้ด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงชิ้นเดียว นั่นคือปั๊มที่ผสม น้ำกับเชื้อเพลิง "
ทีมงานทดสอบหุ่นยนต์ในห้องปฏิบัติการ ในทะเลสาบ และในถังเก็บคลื่น และสามารถแสดงให้เห็นว่าสามารถยกหุ่นยนต์ได้ ออกจาก ผิวน้ำ แม้ในสภาวะที่ค่อนข้างรุนแรง แม้ว่าหุ่นยนต์ที่คล้ายกันมักจะต้องการสภาวะที่เงียบสงบในการยกขึ้นจากน้ำ แต่การพัฒนาขื้นใหม่ของทีมจะสร้างแรงที่เท่ากับ 25 เท่าของน้ำหนัก ดังนั้น ความน่าจะเป็นที่หุ่นยนต์สามารถเอาชนะคลื่นและทะยานขึ้นได้จริงเพิ่มขึ้น
หุ่นยนต์น้ำหนักเบาเพียง 160 กรัมเท่านั้นที่สามารถ "กระโดด" ได้หลายครั้งหลังจากเติมน้ำ ถัง. ซึ่งอาจทำให้เขา ลอย บนน้ำได้โดยไม่ต้องใช้กำลังเป็นพิเศษ และเก็บตัวอย่างในหลายสถานที่ ซึ่งประหยัดพลังงานได้มากในระยะทางที่ไกลกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับหุ่นยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า
ทีมงานกำลังทำงานเพื่อสร้างหุ่นยนต์ตัวใหม่จากวัสดุขั้นสูง และทำการทดลองภาคสนามกับหุ่นยนต์ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย รวมถึงการตรวจสอบแนวปะการังและแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง
"หุ่นยนต์นอกโครงข่ายพลังงานต่ำประเภทนี้อาจมีประโยชน์จริงๆ ในสภาพแวดล้อมที่มักจะใช้เวลานานและใช้ทรัพยากรมาก แม้ว่าจะเกิดภัยพิบัติ เช่น น้ำท่วมหรืออุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ก็ตาม" Raphael Zufferey ผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าวเสริม /div>