MIT'den Robot Arılar Geleceğin Tozlayıcıları Olabilir

Websitesine kayıt olun : CleanTechnica'dan günlük haber güncellemeleri e-postada. Veya bizi Google Haberler'de takip edin!

Dünya iklimindeki değişikliklerin endişe verici olabileceği tüm arıları yok etmeyve ve sebzelerin bulunabilirliğinde büyük bir düşüşe yol açıyor mu? Korkmayın. MIT'deki araştırmacılar, başarılı bir şekilde oluşturduklarını söylüyor robot arılar işini yapabilecek gerçek arılar bazı durumlarda daha iyi ve belki de daha iyi. Robot arılara neden ihtiyacımız var? Çünkü yapay tozlaşma için daha verimli bir yöntem sağlayabilirler ve bu da gelecekte çiftçilerin çok katlı depolarda meyve ve sebze yetiştirmesini mümkün kılacaktır. Bu da verimi artırırken geleneksel tarımın çevre üzerindeki zararlı etkilerinin bir kısmını hafifletecektir.

Robot arılar bir gün mekanik kovanlardan çıkıp hızla hassas tozlaşma gerçekleştirebilirler. Bu doğal tozlayıcıların anatomisinden esinlenildi. Araştırmacılar, önceki versiyonlardan çok daha çevik ve dayanıklı olan minik, hava robotları üretmek için tasarımlarını elden geçirdiler. Yeni robot arılar yaklaşık 1,000 saniye havada kalabiliyor; bu daha önce mümkün olandan 100 kat daha uzun. Bir ataçtan daha hafif olan robot böcekler, çift hava taklaları gibi akrobatik manevralar gerçekleştirirken benzer robotlardan önemli ölçüde daha hızlı uçabiliyor. Yapay kanatlarındaki mekanik stresi en aza indirirken uçuş hassasiyetini ve çevikliğini artırmak için tasarlandılar. Bu, daha hızlı manevralar, artan dayanıklılık ve daha uzun bir kullanım ömrü sağlayacak. Yeni tasarım ayrıca robotun laboratuvar dışında kendi başına uçmasını mümkün kılabilecek minik piller veya sensörler taşıyabileceği kadar boş alana sahip.

"Bu makalede gösterdiğimiz uçuş miktarı muhtemelen sahamızın bu robotik böceklerle biriktirebildiği toplam uçuş miktarından daha uzundur. Bu robotun iyileştirilmiş ömrü ve hassasiyetiyle, destekli polinasyon gibi bazı çok heyecan verici uygulamalara yaklaşıyoruz," diyor Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimi Bölümü'nde doçent olan Kevin Chen. Ayrıca Elektronik Araştırma Laboratuvarı'ndaki Yumuşak ve Mikro Robotik Laboratuvarı'nın başkanı ve dergide yayınlanan yeni tasarıma ilişkin açık erişimli bir makalenin kıdemli yazarıdır Bilim Robotik.

Robot böceğin önceki versiyonları, her biri iki kanada sahip, dört özdeş üniteden oluşuyordu ve bir mikro kaset büyüklüğünde dikdörtgen bir cihaza birleştirilmişti. Chen, "Ancak sekiz kanadı olan bir böcek yoktur. Eski tasarımımızda, her bir ünitenin performansı her zaman monte edilmiş robottan daha iyiydi," diyor. Bu performans düşüşü kısmen, çırparken birbirine hava üfleyen ve üretebilecekleri kaldırma kuvvetlerini azaltan kanatların düzenlenmesinden kaynaklanıyordu. Yeni tasarım robotu ikiye bölüyor. Dört özdeş ünitenin her birinin artık robotun merkezinden uzağa bakan bir çırpınan kanadı var, bu da kanatları dengeliyor ve kaldırma kuvvetlerini artırıyor. Yarı sayıda kanatla, bu tasarım ayrıca robotun elektronik aksamları taşıyabilmesi için yer açıyor.

Araştırmacılar ayrıca kanatları onları çırpan aktüatörlere veya yapay kaslara bağlayan daha karmaşık iletimler de yarattılar. Daha uzun kanat menteşeleri tasarımı gerektiren bu dayanıklı iletimler, geçmiş versiyonların dayanıklılığını sınırlayan mekanik zorlanmayı azaltır. Chen, "Eski robotla karşılaştırıldığında, artık eskisinden üç kat daha büyük kontrol torku üretebiliyoruz, bu yüzden çok sofistike ve çok doğru yol bulma uçuşları yapabiliyoruz" diyor.

Ancak bu tasarım yeniliklerine rağmen, en iyi robotik böcekler ile gerçek olan arasında hala bir boşluk var. Örneğin, bir arının sadece iki kanadı vardır, ancak hızlı ve son derece kontrollü hareketler gerçekleştirebilir. "Arıların kanatları çok sofistike bir kas seti tarafından hassas bir şekilde kontrol edilir. Bu düzeydeki ince ayar bizi gerçekten büyüleyen bir şeydir, ancak henüz kopyalayamadık" diyor.

Robot Arılar 2.0

Robot arıların kanatları yapay kaslar tarafından çalıştırılır - iki çok ince karbon nanotüp elektrot arasına sıkıştırılmış elastomer katmanlarından yapılmış ve daha sonra yumuşak bir silindire yuvarlanmış minik, yumuşak aktüatörler. Aktüatörler hızla sıkışır ve uzar, kanatları çırpan mekanik kuvvet üretir. Önceki tasarımlarda, aktüatörün hareketleri uçuş için gereken son derece yüksek frekanslara ulaştığında, cihazlar genellikle bükülmeye başlardı ve bu da robotun gücünü ve verimliliğini azaltırdı. Yeni şanzımanlar bu bükülme-bükülme hareketini engeller, bu da yapay kaslardaki gerginliği azaltır ve kanatları çırpmak için daha fazla kuvvet uygulamalarını sağlar.

Başka bir yeni tasarım, çırpınan kanat hareketi sırasında yaşanan burulma stresini azaltan uzun bir kanat menteşesi içeriyor. Yaklaşık 2 santimetre uzunluğunda ancak sadece 200 mikron çapında olan menteşeyi üretmek, karşılaştıkları en büyük zorluklardan biriydi. Chen, "Üretim süreci sırasında en ufak bir hizalama sorununuz bile olsa, kanat menteşesi dikdörtgen yerine eğik olacak ve bu da kanat kinematiğini etkileyecektir" diyor.

Birçok denemeden sonra araştırmacılar, her kanat menteşesini hassas bir şekilde üretmelerini sağlayan çok adımlı bir lazer kesim sürecini mükemmelleştirdiler. Dört ünite de yerindeyken, yeni robot böcek 1,000 saniyeden fazla havada kalabiliyor, bu da yaklaşık 17 dakikaya denk geliyor ve uçuş hassasiyetinde herhangi bir bozulma göstermiyor. Chen, "Öğrencim o uçuşu gerçekleştirirken, bunun tüm hayatı boyunca geçirdiği en yavaş 1,000 saniye olduğunu söyledi. Deney son derece sinir bozucuydu," diyor.

Yeni robot, vücut dönüşleri ve çift taklalar atarken araştırmacıların bildirdiği en hızlı uçuş olan saniyede 35 santimetrelik ortalama hıza ulaştı. Hatta MIT'yi heceleyen bir yörüngeyi bile hassas bir şekilde izleyebiliyor. "Sonuç olarak, sahadaki diğer herkesin yapabildiğinden 100 kat daha uzun bir uçuş gösterdik, bu yüzden bu son derece heyecan verici bir sonuç" diyor.

Chen ve öğrencileri daha sonra bu yeni tasarımı ne kadar ileri götürebileceklerini görmek ve 10,000 saniyeden daha uzun bir uçuş süresi elde etmek istiyorlar. Bu yaklaşık 3 saat sürüyor ve bu süre öğrencilerin konsantrasyonunu gerçekten test etmeli. Robotların hassasiyetini artırarak bir çiçeğin merkezine inip kalkabilmelerini sağlamak da araştırmacıların yarattıkları robot arıları geliştirmek için planlarının bir parçası. Daha da ileriye bakıldığında araştırmacılar, hava robotlarına minik piller ve sensörler takmayı umuyorlar, böylece laboratuvarın dışında uçup hareket edebiliyorlar. Chen, "Bu yeni robot platformu grubumuzun önemli bir sonucu ve birçok heyecan verici yöne doğru ilerliyor. Örneğin, bu robota sensörler, piller ve hesaplama yetenekleri eklemek önümüzdeki üç ila beş yıl içinde merkezi bir odak noktası olacak" diyor.

[Gömülü içerik]

Dan Allard'a şapka bahşişi.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://cleantechnica.com/2025/01/18/robot-bees-from-mit-may-be-the-pollinators-of-the-future/