רובוט מעופף דמוי מדוזה

חוקרים פיתחו רובוט מעופף דמוי מדוזה שצפוי לשמש למשימות ביטחון והצלה

24 במרץ 2014

חוקרים מאוניברסיטת ניו יורק פיתחו רובוט מעופף דמוי מדוזה, אשר מסוגל לנוע באוויר על ידי דחיפה קדימה במקום נפנוף, בדומה לתנועת פעמון המדוזה במים. חוקרים ומהנדסים ברחבי העולם עוסקים בשנים האחרונות בפיתוח כלים בלתי מאוישים, מעופפים וזעירים, שמבוססים על יכולתם של בעלי חיים מעופפים. זבובים, דבורים, עשים, שפיריות ואפילו ציפורים קטנות כגון יונקי דבש, היוו בשנים האחרונות מטרה למחקר תעופה אינטנסיבי באוניברסיטאות, במכוני מחקר ובחברות ברחבי העולם. אחד המחקרים שזכה לחשיפה תקשורתית ולהתעניינות רחבה בעולם הוא ה־RoboBee, אשר פותח במשך יותר מעשר שנים באוניברסיטת הארוורד. הרובוט הזעיר, שגודלו קרוב לגודל מטבע, מצויד בזוג כנפיים המתנועעות בקצב של 120 פעמים בשנייה.

סרטון של רויטרס הכולל ראיון עם Ristroph:

 

כדי להישאר בנקודה מסוימת באוויר ולנווט בצורה יעילה ה־RoboBee- ממש בדומה לחרקים בשר ודם – חייב לחוש את סביבתו באמצעות חיישנים. הסיבה לכך, לדברי דוקטור ליף ריסטרופ (Ristroph) – ראש צוות הפיתוח של "המדוזה המעופפת" מאוניברסיטת ניו יורק – היא שנפנוף כנפיים הוא בלתי יציב מעצם טבעו, ועובדה זו מחייבת את בעל החיים או את הרובוט המנפנף בכנפיו לעקוב אחר כל משב רוח זעיר בכל עת כדי להישאר בתנועה בכיוון הרצוי.

לרובוט־מדוזה צפויים שימושים מגוונים. הוא יהיה מסוגל לשמש לחיפוש ולהצלה בתוך מבנים ובקרבתם, לסייר באזורים אורבניים בשירות כוחות שיטור וביטחון, לזהות דליפות ומפגעים סביבתיים ועוד. עיקר כוחו של הרובוט המרחף הוא ביכולת התמרון שלו בתוך אזורים צרים – דבר שלא מתאפשר עם כלים גדולים יותר – וכן בפשטות הפעולה שלו. ריסטרופ אף ציין בראיון שנערך עמו כי ישמח לראות גם צעצועים המבוססים על עקרון הפעולה של המדוזה הרובוטית.

שמונה סנטימטר בלבד

שלא כבמקרים אחרים בתחום, פיתוח המדוזה המעופפת לא התחיל ממחקר על תעופה של בעלי חיים. ריסטרופ וצוותו ניסו לבחון תנועה באוויר של צורות גיאומטריות פשוטות כגון חרוטים ופירמידות. לאחר שעברו על לא פחות מעשר צורות שונות, רצו לבחון צורה דמוית מטרייה, אשר דוחפת את האוויר שמתחתיה. בשלב זה החלו החוקרים לחשוב על פעולתו של פעמון המדוזה, שמבצע אף הוא פעולה דומה במים.

סרטון של ה־New York Times המציג כמה מאבות הטיפוס הראשונים:

המתמטיקה שמאחורי פעולת פעמון המדוזה במים התגלתה כמסובכת למדי, והחוקרים עדיין מנסים לפענח את מלוא הפרטים, אך הדבר לא מנע מהם ליצור גרסה רובוטית שמתפקדת על אותו עיקרון – דחיפת המים כלפי מטה ועל ידי כך הנעת המדוזה כלפי מעלה.

אב הטיפוס הנוכחי של המדוזה הרובוטית המעופפת עשוי מסיבי פחמן, שוקל גרמים ספורים בלבד, רוחבו שמונה ס"מ והוא איננו זקוק לחיישנים כלשהם כדי להמשיך לרחף בצורה יציבה באוויר. בניגוד למדוזה, שלה פעמון שלם, לאב הטיפוס הרובוטי ארבעה משטחים המזכירים בצורתם עלי כותרת של פרח. באמצעות משטחים אלו מסוגל הרובוט־מדוזה לרחף, לעלות ולרדת, ולנוע לכיוון נתון באוויר.

מחקה את תזוזות המדוזהצילום: שאטרסטוק
מחקה את תזוזות המדוזה
צילום: שאטרסטוק

הפיתוח נמצא עדיין בשלב ראשוני, ודרוש עוד מחקר מעמיק בטרם אפשר יהיה לעשות בו שימוש של ממש. בין השאר יש צורך להתאים לכלי סוללה זעירה וקלה (האב טיפוס מקבל אנרגיה באמצעות כבל), להתקין מצלמות זעירות ומשדר שיקבל ויעביר מידע, ואולי גם חיישנים נוספים שישדרו למפעיליו מידע על סביבתו של הרובוט המעופף – כל אלו צריכים להיות קלים באופן מיוחד ובעלי צריכת אנרגיה נמוכה.

מה שמעניין לא פחות הוא העלות הנמוכה של רכבי המדוזה הרובוטית. לדברי ריסטרופ, כדי להרכיב את האב טיפוס נדרשו רכיבים בעלות כוללת של כ־15 דולרים בלבד, שאפשר להשיגם בקלות בחנויות חובבים. כמובן שללא מצלמות זעירות, סוללה מיניאטורית ואמצעי שליטה מרחוק אין לחובבי רובוטיקה שימוש רב במדוזה המעופפת, אולם יכול להיות שבעתיד, עם סיום הפיתוח, יהפכו רכיבים אלו לזמינים וגם אתם תוכלו להטיס גרסה של המדוזה המעופפת.