روباتی که روی آب می‌پرد

به گزارش پارس به نقل از جوان طبیعت آسان‌ترین منبع برای الهام بخشیدن به دانشمندان است. اما کپی برداری از چیزی که طبیعت طی میلیاردها سال تکامل به آن دست یافته بحث دیگری است. با این حال، ما گاهی اوقات می‌توانیم این کار را انجام دهیم. 

محققان در دانشگاه ملی سئول، آب شلنگ شگفت انگیز را به‌منظور ساختن روباتی که می‌تواند بدون آن‌که غرق شود و روی آب بپرد، کپی کرده‌اند. روبات فنری سبک وزن که تا 14 سانتی‌متر بالای آب می‌پرد. 

سونگ کوه و همکارانش برای انجام این کار آب شلنگ‌هایی را از یک برکه جمع‌آوری کردند و پرششان را با دوربین پرسرعتی ضبط نمودند. آنها دریافتند که [آب شلنگ] علاوه بر داشتن پاهای آب گریز که آن را قادر به شناور ماندن روی آب می‌کند، هنگام پریدن، پاهایش را می‌چرخاند.  آب شلنگ به‌خاطر یکی از ویژگی‌های مایعات به نام «کشش سطحی» قادر به انجام این عمل است. اتم‌های اکسیژن در مولکول‌های آب اندکی منفی بوده و اتم‌های هیدروژن اندکی مثبتند. بارهای مخالف یکدیگر را جذب می‌کنند- و «پیوند هیدروژنی» را به‌وجود می‌آورند- که باعث سخت‌تر چسبیدن مولکول‌های آب به‌ همدیگر نسبت به مولکول‌های اغلب مایعات می‌شوند. 

روبات ساخته شده تنها 68 میلی‌گرم وزن دارد (در مقایسه با آب شلنگ که وزنش 40 میلی‌گرم است). پاهای روبات –که با مواد فوق آب‌گریزپوشانده شده است- دو برابر طول [پاهای] یک آب شلنگ است (160 میلی‌متر در برابر 80 میلی‌متر). این دو پا توسط بدنی کوچک و یک فنر به هم چسبانده شده است. هنگامی که فنر آزاد می‌شود، پاهای پیچ‌خورده می‌چرخند و روبات به سان یک آب شلنگ می‌پرد. 

در طول این فرایند، نیروی کلی که پاها به سطح آب می‌آورند هرگز بیش از نیروی واکنشی که کشش سطحی تولید می‌کند نیست، که [روبات] را قادر می‌سازد تا به‌جای غرق شدن، بپرد. اما برخلاف آب شلنگ که به آرامی روی آب «فرود» آمده و یک زنبور مرده را می‌بلعد، صرفاً اتکا به سطح کششی باعث غرق شدن روبات پس از پریدن می‌شود. 

در سال 2012 روباتی توسط محققان چینی ساخته شد که نه تنها می‌توانست روی آب بپرد، بلکه توانایی این را نیز داشت که پس از پرش روی آب شناور بماند. این روبات از مکانیسم متفاوتی برای پریدن استفاده می‌کرد. چهار پای این روبات به صفحات بزرگی از مواد فوق آب گریز وصل شده‌ که به شناور ماندن روبات کمک می‌کند، سپس دو پارو به آب انداخته می‌شوند تا نیروی پرش روبات به‌دست بیاید. 

با این حال، نباید دستاورد کوه را کمرنگ جلوه داد. این روبات طراحی ساده‌ای داشته و از نیروی کم‌تری برای پریدن استفاده می‌کند. از همه مهم‌تر اینکه کوه توانست از اینکه تنها ظرف چند سال از عهده‌ کاری برآید که طبیعت آن را طی میلیون‌ها سال انجام داد، به‌خود ببالد.