به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، گروهی از پژوهشگران گامی در جهت ساخت روبات‌هایی شبیه شاپرک برداشته‌اند که می‌توانند حسگرهای جدیدی را در نقاط مختلف بدن خود ایجاد کنند. این روبات از یک سیستم گردش مواد مصنوعی بهره می‌برد که ترکیبات شیمیایی را در سراسر بدنه آن انتقال می‌دهد و در هر نقطه‌ای که نور فرابنفش (UV) به آن بتابد، یک حسگر نوری فعال ایجاد می‌کند.

کادری آن پانکراتوف، پژوهشگر ارشد این پروژه و دانشجوی دکتری دانشگاه تارتو در استونی، در این باره می‌گوید: «من در حال توسعه سیستمی برای ایجاد یک دستگاه گردش مواد در روبات‌ها هستم تا بتوانند اجزای سازنده مولکولی را در سراسر بدنه خود انتقال دهند و سخت‌افزار موردنیازشان را درست در زمان و مکانی که به آن نیاز دارند، ایجاد کنند.»

این آزمایش نشان می‌دهد روبات‌های آینده ممکن است بتوانند قابلیت‌های خود را نه‌تنها از طریق تغییر نحوه استفاده از سخت‌افزارهای موجود، بلکه با ایجاد شیمیایی قابلیت‌های کاملاً جدید در داخل بدنه خود نیز توسعه دهند.

بیشتر روبات‌ها با سخت‌افزاری از پیش تعیین‌شده از کارخانه خارج می‌شوند. مهندسان باید پیشاپیش مشخص کنند که روبات‌ها به چه حسگرهایی نیاز دارند و این حسگرها در کدام قسمت بدنه آن‌ها نصب شوند. اگرچه نرم‌افزارهای تطبیق‌پذیر (Adaptive Software) می‌توانند به روبات‌ها کمک کنند تا به شرایط پیش‌بینی‌نشده واکنش نشان دهند، نمی‌توانند نبود یک حسگر فیزیکی را جبران کنند. ازاین‌رو، افزودن قابلیت‌های کاملاً جدید به روبات‌ها پس از ورود به محیط عملیاتی همچنان یک چالش مهندسی قابل‌توجه است.

پژوهشگران دانشگاه تارتو در استونی و مؤسسه فناوری ایتالیا بررسی کردند که آیا روبات‌ها می‌توانند با الهام از طبیعت و استفاده از ایده‌ای به نام «گردش مواد»، بر این محدودیت غلبه کنند یا خیر. در حشرات، یک سیستم گردش خون باز، مایعی موسوم به همولنف (Hemolymph) را که عملکردی مشابه خون دارد، در سراسر بدن به گردش درمی‌آورد و امکان انتقال مواد به اندام‌ها و بافت‌های مختلف را فراهم می‌کند.

این گروه پژوهشی از شاپرک‌ها، به‌ویژه گونه‌ای به نام Catocala fraxini (شب‌پره زیرپوش آبی)، الهام گرفتند. بال‌های نسبتاً مسطح این حشره الگوی مناسبی برای طراحی روبات فراهم می‌کردند؛ زیرا گردش مایعات در آن‌ها عمدتاً در یک سطح انجام می‌شود و این ویژگی، طراحی شبکه لوله‌کشی داخلی روبات را ساده‌تر می‌کند.

فاصله‌های کوچک میان خطوط پلاستیکی چاپ‌شده، شبکه‌ای از ریزکانال‌ها را تشکیل دادند که به مایعات اجازه می‌داد تا عمق حدود 10 میکرومتر درون ماده نفوذ کنند. یک پمپ نیز حدود سه میلی‌لیتر مایع را در سراسر روبات به گردش درمی‌آورد و ترکیبات شیمیایی را به بخش‌های مختلف بدنه آن منتقل می‌کرد.

محققان برای ساخت یک گیرنده نوری، نوعی همولنف مصنوعی حاوی پیرول (Pyrrole)، یک ماده شیمیایی فعال‌شونده با نور، و افزودنی‌ای بر پایه سلولز به نام سلولز استات پروپیونات (CAP) را در روبات به گردش درآوردند. این ترکیب وارد ریزکانال‌های داخلی پلاستیک شد و ماده اطراف کانال‌ها را به خود آغشته کرد.

هنگامی که نور فرابنفش به مدت حدود یک دقیقه به ناحیه‌ای مشخص تابانده شد، واکنشی شیمیایی آغاز شد که طی آن پیرول به پلی‌پیرول، یک پلیمر رسانای الکتریکی، تبدیل شد. در نتیجه، پلاستیک که پیش از این شفاف بود، در نقاطی که واکنش رخ داده بود، به‌تدریج سیاه شد و تشکیل ماده جدید به‌صورت قابل مشاهده درآمد.

پژوهشگران با استفاده از یک شابلون توانستند شکل و محل قرارگیری حسگر را با دقت 0٫3 میلی‌متر کنترل کنند.

ماده حاصل در واکنش به تابش فرابنفش، به‌طور موقت خواص الکتریکی خود را تغییر می‌داد. با تابش این نور، امپدانس الکتریکی ماده کاهش می‌یافت و یک ریزکنترل‌گر تعبیه‌شده در روبات می‌توانست این تغییر را به‌عنوان سیگنال تشخیص دهد.

روبات نیز می‌توانست در واکنش به این سیگنال، با استفاده از یک سیم حافظه‌شکلی، بال‌های خود را به حرکت درآورد یا یک چراغ LED را روشن و خاموش کند.