الهندسة والآليات > الروبوتات
أقدام روبوتات عصرية تجعلها تمشي للأبد بفعل الحرارة.
تخيلوا امتلاك روبوتٍ يستطيع المشي للأبد دون أن يستهلك شيئاً من طاقته. كلُّنا يعلم أن معظمَ الروبوتاتِ تحتاج إلى طاقةٍ تجعلُها تتحرك وتقومُ بالوظائف المطلوبة منها. لكن هل تخيلتم بأنه من الممكن جعلَ الروبوتِ يمشي دون الحاجة لأي طاقة كهربائية؟ إنه من الجيد توفيرَ بعضِ الطاقةِ وجعلَ الروبوتِ يستهلكُ أقلَّ قدْرٍ منها. لكن ما هي هذه التقنيةُ التي تجعلُه قادراً على المشي للأبد؟ تابعوا معنا هذا المقال لنتعلم كيف تمكَّن فريقُ بحثٍ من جعل ذلك ممكناً:
يحتوي المعدنُ الثنائيُّ "bimetal"على معدنين ملتصقين ببعضهما البعض. وتختلف المعادن الثنائيةُ عن الخليط المعدني "alloys"، بأن ثنائيَّ المعدن عبارةٌ عن تموضعِ المعدنين على شكلِ طبقةٍ أو طبقاتٍ فوق بعضها البعض، بينما يتمُّ خلط المادتين بشكلٍ متجانس في الخليط المعدني، كالفولاذ الذي يُعتبَر خليطاً بين الحديد والكربون.
ويعودُ السبب في ذلك إلى الاستفادة من الخصائص المختلفة للمعدنين عند تسخينهما، كاختلافِ مُعدَّل التمدُّدِ الذي يُسبِّب تغيُّراً في الشكلِ حتى يبردَ المعدن مرةً أخرى، والهدف الأساسيُّ من هذه الخاصية هو التحويلُ المباشر للطاقةِ الحرارية إلى طاقةٍ ميكانيكية. وهذا ما استفاد منه الباحثون في جامعة طوكيو لجعلِ الروبوتِ يمشي، فلم تُوضَع أيةُ حساساتٍ لهذا الروبوت، طالما يوجدُ سطحٌ ساخنٌ يمشي عليه الروبوت، فإنه يستطيعُ تقريباً المشيَ للأبد.
تكمنُ الخدعة في هذه التركيبة في الأقدامِ الحرارية للروبوت والتي تكون ثقيلةً في الخلف، فعندما يتغيَّرُ شكلُ المعدن الثنائيِّ في قدمٍ من الأقدام فإنه يجعلُها تتقدَّمُ للأمام وبالتالي سيتحرَّكُ الروبوت للأمام، وفي نفسِ الوقت سيُساعد هذا الثِّقَل في التحكُّمِ بمقدارِ خطوةِ الروبوت، فإذا تمَّ معايرةُ كلِّ شيءٍ بشكلٍ جيد، فإن ذلك سيجعلُ الروبوت يتقدّمُ خطوةً إلى الأمام.
لن يعمل هذا الأسلوبُ عندما لا يكون هنالك فرقٌ بين درجةِ حرارةِ السطحِ الذي يمشي عليه الروبوت، ودرجةِ حرارةِ الوسطِ المُحيط، يجب أن تكونَ درجةُ حرارةِ السطحِ أعلى من درجةِ الحرارة المحيطة بفارقٍ بسيطٍ مقداره 50 درجةً مئوية، وهي الدرجةُ المثاليةُ للسماح للمعدن الثنائيِّ بأن يبردَ لتكرارِ الخطوةِ مرةً أُخرى.
تمَّت التجربةُ من قِبَل الفريقِ لجعلِ الروبوتِ يمشي على سطحٍ درجةُ حرارتِه 170 درجةً مئوية، في غرفةٍ درجةُ حرارتِها 26 درجةً مئوية، في الحقيقة لا يهمُّ ماهو مقدارُ درجةِ الحرارة، المهمُّ هو وجودُ فرقٍ في درجةِ الحرارة ما بين الدرجةِ المُحيطة ودرجة السطح، أي أن الروبوت يمكنُ أن يمشي على درجةِ حرارة 300 درجةٍ مئويةٍ بسهولة، طالما كان السطحُ أسخنَ من المحيط.
فيديو يوضح طريقة مشي الروبوت
هذا الأسلوبُ -بالتأكيد- من الأساليبِ غيرِ المألوفةِ لتكنولوجيا المشيِ الخاصةِ بالروبوتات، خصيصاً بأنها تكنولوجيا لا تعتمدُ على أيِّ نظامِ تحكُّمٍ يحتاجُ لمكوناتٍ إلكترونيةٍ أو كهربائية، بل يعتمدُ على المشيِ على الأسطُحِ باستخدامِ الحرارة. ولكن علينا الاعترافُ بأنه لا يوجدُ حالياً أيُّ تطبيقٍ يجعلُنا بحاجةٍ لهكذا تكنولوجيا. يقول الباحثون بأنهم يعملونَ الآن على معادنَ، ستجعلُ الروبوتَ يعملُ على درجةِ حرارةٍ أقلَّ بكثير، ربَّما تكونُ آمنة، والذي سيُمكِّن من صناعةِ ألعابٍ رائعة، أو العملِ على طرقٍ ميكانيكية مختلفة والذي من المُمكن أن يجعل الروبوتات أكثرَ إبداعاً.
المصدر: هنا