۲۵ سپتامبر ۲۰۲۵، عکس از نویسنده: نیتیکا والتر-تصویر نمایشی.گتی ایمیجز
ربات‌های کوچک الهام گرفته از حشرات به لطف پیشرفتی در رباتیک نرم، می‌توانند به زودی در آب سر بخورند، مناطق سیل‌زده را بررسی کنند، آلاینده‌ها را رصد کنند یا نمونه جمع‌آوری کنند.محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه ویرجینیا دو دستگاه نمونه اولیه ساخته‌اند که نشان می‌دهند چه چیزی ممکن است.
اولین دستگاه، HydroFlexor، با حرکاتی شبیه باله در آب پارو می‌زند. دومی، HydroBuckler، با استفاده از پاهای خمیده به جلو «راه می‌رود» و راه رفتن آب‌بازسانان را تقلید می‌کند.
این ربات‌ها که در آزمایشگاه توسط یک بخاری مادون قرمز بالای سر تغذیه می‌شوند، خم می‌شوند و حرکت می‌کنند، زیرا لایه‌های لایه‌ای آنها به گرما واکنش نشان می‌دهند.روشن و خاموش کردن متناوب گرما به ربات‌ها اجازه می‌دهد سرعت را تنظیم کنند و حتی جهت را تغییر دهند – اثباتی بر این است که حرکت کنترل‌شده و تکرارپذیر در این مقیاس کوچک امکان‌پذیر است.
کلید ساخت این ماشین‌های الهام گرفته از حشرات، یک روش ساخت جدید به نام HydroSpread است که توسط Baoxing Xu، استاد مهندسی مکانیک و هوافضا، معرفی شده است.
برخلاف رویکردهای سنتی، HydroSpread اجازه می‌دهد لایه‌های پلیمری فوق نازک مستقیماً روی آب تشکیل شوند و مرحله شکننده و مستعد خطا انتقال لایه‌ها از سطوح سفت و سخت را از بین می‌برد.
Xu گفت: «ساخت لایه مستقیماً روی مایع، سطح بی‌سابقه‌ای از ادغام و دقت را به ما می‌دهد. به جای ساختن روی یک سطح سفت و سپس انتقال دستگاه، اجازه می‌دهیم مایع کار را انجام دهد تا یک پلتفرم کاملاً صاف ایجاد کند و در هر مرحله، خرابی را کاهش دهد.»
قطرات پلیمر مایع به طور طبیعی به صورت صفحات یکنواخت روی سطح آب پخش می‌شوند که سپس می‌توانند با لیزر به الگوهای پیچیده، از دایره‌ها و نوارها گرفته تا لوگوی UVA، با دقت قابل توجهی حک شوند.
رویکرد HydroSpread به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا دستگاه‌های ظریف و شناوری تولید کنند که ساخت آنها با استفاده از روش‌های مرسوم دشوار یا غیرممکن بود.با حذف مرحله انتقال شکننده، این روش بازده را بهبود می‌بخشد و طراحی‌های بلندپروازانه‌تری را در رباتیک نرم امکان‌پذیر می‌کند.
پیامدهای آن فراتر از رباتیک نرم است. HydroSpread می‌تواند تولید فیلم‌های ظریف برای حسگرهای پزشکی پوشیدنی، لوازم الکترونیکی انعطاف‌پذیر و مانیتورهای محیطی را آسان‌تر کند. چنین دستگاه‌هایی باید نازک و انعطاف‌پذیر باشند و بتوانند در جایی که مواد سفت و سخت شکست می‌خورند، کار کنند.
با کنار گذاشتن فرآیند انتقال شکننده و امکان ساخت مستقیم روی مایع، روش Xu می‌تواند نحوه طراحی فناوری‌های سبک و سازگار توسط دانشمندان را در زمینه‌های مختلف متحول کند.
Xu تأکید کرد: “به جای ساختن روی یک سطح سفت و سپس انتقال دستگاه، اجازه می‌دهیم مایع کار را انجام دهد.”
در حال حاضر، هیدروفلکسور و هیدروباکلر تنها نمونه‌های اولیه در مقیاس آزمایشگاهی هستند. اما حرکات حشره‌مانند آنها، آینده‌ای را نشان می‌دهد که در آن ناوگانی از ربات‌های مینیاتوری می‌توانند بر روی آب حرکت کنند و کارهایی را انجام دهند که زمانی برای انسان‌ها بسیار خطرناک یا ظریف بود.
یافته‌های این مطالعه در Science Advances منتشر شده است.
