أجنحة فراشة روبوتية تعمل بطاقة الحقول المغناطيسية لتوفير الطاقة

عكف فريق من الباحثين الألمان، من جامعة دارمشتات التقنية ومركز هيلمهولتز دريزدن-روسندورف، على تطوير أجنحة روبوتية تحاكي أجنحة الفراشة وتعمل باستخدام المجالات المغناطيسية فقط، دون الحاجة إلى بطاريات أو إلكترونيات.

ومن المتوقع أن يكون لهذا الإنجاز تطبيقات عملية مثيرة للاهتمام من البحث والإنقاذ وحتى العلوم الطبية، فقد استلهم الباحثون فكرتهم من الفراشات الملكية والمعروفة بهجراتها الطويلة والتي قد تتعدى البلدان.

وتبين -حسب ما أورده موقع إنترستينغ غنجنيرينغ- أن هذه الأجنحة الروبوتية الجديدة كانت فعالة وقادرة على توليد طاقة من خلال دمج الحركة مع الانحناء السلبي، وهو إنجاز نادرا ما يحدث خارج العالم الطبيعي.

وقد استخدم الفريق -بقيادة البروفيسور أوليفر غوتفلايش والدكتور دينيس ماكاروف- مزيجا من البلاستيك المرن والمدمج بجسيمات مغناطيسية صغيرة لبناء الأجنحة، كما تتكون هذه الأجنحة من مركبات البولي يوريثان الحراري ومسحوق مغناطيسي بحجم الميكرون. وقد قام الباحثون بإنشاء تصاميم متنوعة باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد مع ما يعرف باسم انصهار قاع المسحوق "بي بي إف" (PBF).

ووجد الباحثون أن تعرّض الجزيئات المغناطيسية المدمجة لحقول مغناطيسية خارجية أدى إلى انحناء الأجنحة بطريقة مشابهة لأجنحة الفراشات. وبعد اختبار أقل من 12 تصميما ونموذجا مطبوعا بتقنية ثلاثية الأبعاد، تمكن الفريق من تطوير أجنحة مغناطيسية تشبه بشكل لافت تلك الموجودة لدى الفراشات، واتبعت التصاميم النهائية بالبحث المكثف حول مورفولوجيا الفراشات وصلابة الأجنحة وميكانيكا الطيران وسلوكيات الهجرة.

إعلان

وقال كيليان شافر أحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة "أكبر تحد واجهنا كان في طباعة هياكل مرنة فائقة الرقة ويمكنها تحمل الضغط والإجهاد".

وبالنظر إلى المستقبل، يمكن أن يكون لهذه الأجنحة الجديدة مجموعة واسعة من التطبيقات، ففي مجال البحث البيئي مثلا تراقب الروبوتات المجنحة عملية تلقيح الأزهار أو تقيس جودة الهواء، كما يمكن أن تكون مفيدة في حالات الكوارث حيث إن تصميمها الصغير والفعال من حيث الطاقة يسمح لها بالتنقل في المناطق الخطرة لأغراض البحث والإنقاذ.

ومن جهة أخرى، أشار فريق البحث إلى أن التصميم الجديد يمكن تكييفه بسهولة لعلوم الطب، حيث يعد تطوير روبوتات صغيرة وخفيفة الوزن وقابلة للتحكم كنزا ثمينا في الجراحات التداخلية، خاصة عند القيام بعمليات جراحية على الأنسجة الحساسة أو بالقرب منها.

ويمكن أن يفتح مبدأ استخدام الجسيمات المغناطيسية -بهذه الطريقة- أبوابا لتطوير أنواع جديدة من الأطراف الاصطناعية أو مواد مبتكرة يمكن أن تغير شكلها حسب الحاجة.

وبينما تعتمد الأجنحة الروبوتية حاليا على الحقول المغناطيسية الخارجية لتغيير الشكل، فإن الفريق البحثي الألماني يُعبر عن تفاؤله بدمج مولدات الحقول المغناطيسية في إصدارات مستقبلية من التكنولوجيا.

المصدر: الجزيرة