یک حشره رباتیک با چهار بال اولین حشره ای است که می تواند مانند یک زنبور خود را در هر سه محور حرکت کنترل کند. مخترعان امیدوارند که برای عملیات نجات یا کاوش در محیط های خطرناک مفید باشد، اما فرود آمدن روی سقف مانند مگس هنوز از دسترس آن خارج است.

از زمان یونان باستان و اسطوره ایکاروس، پرواز فتح یک وسواس بشری بوده است. ما توانسته‌ایم با بال‌های ثابت در هواپیما از زمین خارج شویم، با بال‌های چرخان در هلیکوپتر شناور باشیم و حتی دستگاه‌هایی بسازیم که با بال‌های ثابت به هوا می‌روند. بال زدن

اما تقلید از پرواز حشرات یک چالش مهندسی بزرگ بوده است.

هرکسی که سعی کرده مگس یا پشه را بکوبد، می‌داند که حشرات در حال پرواز چقدر مانورپذیر هستند، با توانایی پرواز به جلو، تغییر جهت سریع، شناور شدن و حتی پرواز آسان به عقب.

پهپادهای مدرن می توانند بسیاری از این کارها را انجام دهند، اما از ملخ استفاده می کنند و بسیار بزرگ هستند. دستیابی به آن استفاده از بال های بال در مقیاس حشرات دشوار بوده است زیرا میکرو ربات ها باید سبک وزن باشند و در عین حال دارای موتورهایی باشند که بال ها را هدایت و کنترل می کنند.

محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن یک زنبور مکانیکی تقریباً به اندازه یک انگشت شست که از چهار فیبر کربن و بال های مایلار استفاده می کند که به صورت جداگانه کنترل می شوند و با سرعت 100 تا 160 ضربه در ثانیه می زنند.

تماشا کنید: ویدئویی با سرعت بالا از مانور مگس ها برای فرود وارونه روی سطح. علوم ادبی

این اولین حشره رباتیکی است که پرواز می کند و کنترل زمین، غلت و انحراف را دارد به همان روشی که حشرات برای پرواز مستقیم به بالا و پایین، شناور شدن، حرکت به جلو، عقب و پهلو به پهلو انجام می دهند. در آیرودینامیک، زمین شبیه به کاری است که وقتی سرتان را بالا و پایین می‌کنید و می‌گویید بله، با سرتان انجام می‌دهید. رول زمانی است که سر خود را به این صورت کج می‌کنید تا «نمی‌دانم» را پیشنهاد کنید، و یاو در حال حرکت دادن سرتان به پهلو برای انتقال «نه» است.

برای محققانی که این ربات را طراحی می‌کردند، دستیابی به انحراف از همه سخت‌تر بود، زیرا حرکات هر چهار بال باید از نزدیک هماهنگ می‌شدند. آنها باید به جلو و عقب بروند تا بالابر ایجاد کنند، و برای ایجاد حرکت چرخشی چرخشی در همان زمان، زاویه داشته باشند.

این نمونه آزمایشی هنوز توسط یک سیم برای تامین برق متصل است. اما اکنون که کنترل پرواز به دست آمده است، ممکن است شاهد ورود حشرات روباتیک آینده به ساختمان‌های فروریخته برای جستجوی بازماندگان، بررسی مناطق خطرناک و یا حتی گرده افشانی مصنوعی باشیم.

عبرت گرفتن از طبیعت در علم رایج است، معمولاً با این آگاهی که طبیعت در آن بسیار بهتر از ماست. و هنوز یک مانور وجود دارد که در آن حشرات بهتر از روبات ها عمل می کنند. آنها می توانند روی سقف فرود بیایند.

سال‌ها معمای حل‌نشده‌ای وجود داشت که چگونه مگس‌ها می‌توانند خود را وارونه کنند تا روی سقف فرود بیایند. این شاهکاری است که نیاز به حرکت سریع برق آسا و هماهنگی دارد که مشاهده آن بسیار دشوار بود.

اکنون، به لطف عکاسی با سرعت بالا، راز است حل شده است.

معلوم می شود که حشرات در واقع برای انجام این کار وارونه پرواز نمی کنند. آنها می توانند از چند روش مختلف استفاده کنند. یکی از آنهایی که ثبت شده بود شامل بالا آمدن سرشان با پاهای جلویی در حین نزدیک شدن به سقف، چنگ زدن به آن و استفاده از نیروی حرکتی برای چرخاندن بدنشان به سمت بالا در نیمه عقب گرد بود. مگس باید این را در 50 میلی ثانیه هماهنگ کند – بسیار سریعتر از یک چشم به هم زدن.

این بدان معناست که یک روبات باید بال ها و پاهای خود را برای انجام همان شیرین کاری هماهنگ کند.

البته طبیعت میلیون ها سال تکامل داشته است تا چیزهایی مانند پرواز حشرات را کامل کند. بنابراین قبل از اینکه به طور کامل به عقب برسیم هنوز کمی کار وجود دارد.