أضواء على الأبحاث

روبوت مستوحى من ذبابة الفاكهة يمكنه التحليق في الهواء بسهولة

  • Published online:

Credit: Mark Stone, Univ. Washington

ابتكر فريقٌ من العلماء نظامًا للتحكم في الطيران، وزنه أقل من وزن حبّة أرز، قد يساعد يومًا ما الروبوتات بالغة الصغر على التحليق في الهواء مثل ذباب الفاكهة.

وتجدر الإشارة إلى أن العلماء يستعينون بأسراب من الروبوتات الطائرة فائقة الخفّة من أجل دراسة البيئات الخطرة أو أداء مهام في الفضاء، بَيد أن المستشعرات وأدوات حفظ التوازن الموجودة حاليًا، كالجيروسكوبات، ثقيلة الوزن لدرجة يستحيل معها استخدامها في روبوتات تزن عشرة مليجرامات أو أقل.

وفي خضم سعي العلماء لإيجاد بدائل، لجأ سوير فولر وزملاؤه، من جامعة واشنطن في سياتل، إلى مخلوق لا يتجاوز وزنه قرابة مليجرام واحد، وهو ذبابة الفاكهة الشائعة (Drosophila melanogaster) لإيجاد ضالتهم المنشودة. فقرون استشعار الذبابة تُمكّنها من تحديد سرعة الرياح، وتراقب أعينها البيئة المحيطة بها وتستكشفها، ومن ثمَّ تستخدم أدمغتها تلك المعلومات في إرسال تعليمات لتظلّ محلقةً في الهواء.

وهكذا صمَّم الفريق البحثي نظامًا مستوحى من هذه الذبابة يحوي مقياسًا للتسارع يبلغ وزنه مليجرامين، وكاميرا موجَّهة للأسفل وزنها مليجرام واحد، وتستخدم خوارزمية البيانات المأخوذة من هذين المستشعرين في تقدير السرعة التي يُحلِّق بها الروبوت واتجاهه، وتعديل وضعيته تبعًا لذلك.

وقد أجرى الفريق محاكاةً افتراضيةً لروبوت يزن عشرة مليجرامات، يعمل بهذا النظام، ووجدوا أن الروبوت تمكَّن من أن يظل ثابتًا في الهواء بسهولة. كما أظهرت تجارب الطيران التطبيقية، التي أُجريت باستخدام طائرة رباعية المراوح (في الصورة)، يبلغ وزنها 30 جرامًا، أن حزمة الأدوات والأجهزة التي ابتكرها الباحثون استهلكت طاقةً أقل من مجموعة برامج الاستشعار المتطوّرة المزودة بجيروسكوبات.

Sci. Robot. 7, eabq8184 (2022)