ABD’li ve Finli araştırmacılar tarafından, düşen akçaağaç tohumlarının havadaki dansını taklit eden küçük bir robot yaratıldı. Gelecekte bu robot, açık sular, uçurumlar, dağlar ve çöller gibi ulaşılamayan alanlarda bile küçük numunelerin teslimi veya gerçek zamanlı çevresel izleme için kullanılabilir.
Bu teknoloji, altyapı izleme, nesli tükenmekte olan türlerin araştırılması ve arama kurtarma operasyonları gibi sektörlerde devrim yaratma potansiyeline sahiptir.
Tampere Üniversitesi’nden Profesör Zeng ve Araştırmacısı Jianfeng Yang fizik, yumuşak mekanik ve malzeme mühendisliğinin kesiştiği noktada faaliyet gösteriyorlar.
Kendileri ışıkla harekete geçen ya da tahriklenen polimerik kayan yapı tasarımları ile doğadan ilham alarak çalışmalarını ilerlettiler. Çalışmaya dahil olan Pittsburgh Üniversitesi’nden Prof. Shankar ile beraberce ışıkla aktive olan akıllı bir malzeme kullanarak yapay bir akçaağaç tohumunun süzülme modunu düzenlediler.
Doğada akçaağaç, yeni yetişme yerlerine yayılmak için samara ya da kuru meyvesindeki uçan kanatları kullanır.
Tohum, alçalırken dönmesine yardımcı olan kanatlar sayesinde hafif bir esintide süzülebilir. Bu kanatların süzülme yolu konfigürasyonlarına göre belirleniyor. Makaleleri Nature’da yayınlandı ( Photochemical Responsive Polymer Films Enable Tunable Gliding Flight).
Araştırmacılar, sahte akçaağaç tohumunun rüzgârdaki dağılımının, ışıkla aktif olarak kontrol edilerek çeşitli süzülme yörüngeleri elde etmek için aktif olarak değiştirilebileceğini iddia ediyor. Ayrıca gelecekte çevreyi izlemek ya da örneğin küçük toprak örneklerini iletmek için farklı mikro sensörlerle donatılabilir.
Doğal tohumun yerine hi-tec bir robot alternatif mi?
Finlandiya’daki ağaçlardan elde edilen, her biri kendine özgü ve büyüleyici bir uçuş desenine sahip çeşitli süzülen tohumlar araştırmacıların ilgisini çekti. Asıl endişeleri, ışık kontrollü ve havadan süzülen bir zarafet üretmek için sentetik malzemeler kullanarak bu tohumların yapısını kopyalamanın mümkün olup olmayacağıydı.
“Küçük, ışık kontrollü robotların atmosfere fırlatılması ve çevredeki hava akımlarıyla etkileşime girerek hızla yayılmak için pasif uçuş kullanması amaçlanıyor. Yang’a göre GPS ve çeşitli sensörlerle donatıldıkları için pH seviyeleri ve ağır metal konsantrasyonları gibi yerel çevresel göstergelerin gerçek zamanlı olarak izlenmesini sağlayabilirler.
Araştırmacılar, doğal akçaağaç samarasından ilham alarak, tersine çevrilebilir fotokimyasal deformasyon yoluyla aerodinamik niteliklere ince ayar yapmak için kullanılabilecek azobenzen bazlı, ışıkla deforme olabilen bir sıvı kristal elastomer geliştirdiler.
Zeng’e göre, yapay akçaağaç tohumları kendi kendine dönerek rüzgar destekli uzun mesafeli seyahati geliştiriyor ve özelleştirilebilir terminal hızı, dönüş hızı ve havada asılı kalma konumlarında doğal benzerlerinden daha iyi performans gösteriyor.
2023 yılında başlayan Zeng ve Yang’ın Işığa Duyarlı Malzeme Düzeneğine Dayalı Uçan Hava Robotları (Flying Aero-robots based on Light Responsive Materials Assembly-FAIRY) projesi, karahindiba tohumuna benzeyen ilk minyatür robotlarını tanıttı. Projenin Eylül 2021’den Ağustos 2026’ya kadar sürmesi planlanıyor.
“Doğa her şeye, hatta mikroplara, böceklere ve tohumlara bile hareket, beslenme ve üreme için akıllı modeller verir. Bu çoğu zaman şaşırtıcı derecede etkili olan basit bir mekanik tasarımla gerçekleştirilir” diyor Shankar.
Işığa duyarlı malzemelerin geliştirilmesi, mekanik davranışı neredeyse tamamen moleküler düzeyde kontrol etmemizi sağladı.
Artık yalnızca ulaşılması zor yerlere erişmekle kalmayıp aynı zamanda kullanıcılara hayati bilgiler de sağlayabilen küçük robotlar, dronlar ve sondalar üretebiliyoruz. Bu da altyapı izleme, nesli tükenmekte olan ya da istilacı türlerin araştırılması ve arama kurtarma operasyonları gibi alanlarda devrim yaratma potansiyeline sahip.”
Kaynak: TechXplore
