North Carolina Eyalet Üniversitesi’nden (NCSU) bir araştırma ekibi tarafından yaratılan yüzen minik robotlar, manta vatozundan ilham alınarak tasarlandı. Robotlar sadece 2,8 gram ağırlığında ve gövdelerinin iki tarafında bulunan kanatları sayesinde dalgaların arasında hızla ilerleyebiliyorlar.
İlham biyoloji olan yumuşak robotlar, birçok farklı senaryoda çeşitli anlamlar ifade ediyor ancak her teknoloji sınıfında olduğu gibi onların da sınırlamaları var. Yumuşak robotlar, hız konusunda pek iyi olmadıklarından yüzmeyi hızlandırmalarına yardımcı olmak için NCSU’dan bir grup araştırmacı, doğadan başka bir ilham kaynağına yöneldi: manta vatozu.
Robotlar kelebek darbesiyle yüzüyor, bu nedenle onlara ‘‘kelebek robot’’ adı verildi. NCSU’dan araştırmacılar, robotların kanatlarını çıt çıtlı saç tokalarına benzetiyorlar. Kanatların ‘‘iki durumlu’’ olduğunu, bunun da iki kararlı duruma sahip oldukları anlamına geldiğini açıkladılar. ‘‘Bu bir saç tokası, çünkü siz belirli miktarda enerji uygulayana kadar sabit. Enerji miktarı kritik noktaya ulaştığında saç tokası, farklı bir şekle giriyor. Kanatların bir durumdan diğerine geçmesiyle dışarı atılan enerji, robotu suda ilerletmek için yeterli.’’
Tüm küçücük makinelerde olduğu gibi bu da saatte mil gibi normal birimlerle ölçülmüyor. Bunun yerine araştırmacılar, robotların hızını saniyedeki vücut uzunluklarıyla ölçüyor. Robotun iki versiyonu yapıldı. İlki saniyede 3,74 vücut uzunluğu hareket etme yeteneği ile hız için özel olarak tasarlandı. Daha fazla kontrol için tasarlanmış olan ise saniyede yaklaşık 1,7 vücut boyu hareket ediyor. İlk durumda tasarım, robotun dönüş yapmasını engellediğinden ikincisinde her seferinde tek bir kanat çırparak robotu döndürmek için ikinci bir aktarma organı eklendi.
Bir America’s Cup yarış yatı, okyanusu geçerken yaklaşık 46 mph hızlarda rahatça seyahat eder. Bu saniyede 30,56 metreye eşittir. 26 m uzunluğundaki bir teknede bu, saniyede 1,27 vücut boyu hız verir. Bu da bize küçük robotlardan çok daha yavaş olduğunu gösterir.
Araştırmacı ve konuya ilişkin makalenin ortak yazarı Jie Yin şu cümleleri kurdu:
‘‘Bugüne kadar yüzen yumuşak robotlar, saniyede bir vücut uzunluğundan daha hızlı yüzemediler ancak manta vatozları gibi deniz hayvanları çok daha hızlı ve çok daha verimli yüzebiliyor. Daha hızlı, enerji açısından daha verimli yumuşak robotlar geliştirip geliştiremeyeceğimizi görmek için bu hayvanların biyomekaniğinden yararlanmak istedik. Geliştirdiğimiz prototipler son derece iyi çalışıyor.’’
Gövde, pnömatik bir hava tüpü sistemi kullanılarak yukarı ve aşağı bükülüyor, bu sistem de kanatları bükerek sistemi ileri doğru itiyor.
‘‘Kanat çırpan robotları geliştirmeye yönelik önceki girişimlerin çoğu, doğrudan kanatlara güç sağlamak için motorları kullanmaya odaklanmıştı. Yaklaşımımız, merkezi gövdeyi hareket ettirerek pasif olarak çalıştırılan iki yönlü kanatlar kullanıyor. Bu önemli bir ayrım çünkü ağırlığı azaltan basitleştirilmiş bir tasarıma izin veriyor.’’
Ekip, yumuşak yüzen kelebek robotun bağımsız bir versiyonu üzerinde çalıştıklarını belirtiyor.
