استلهم فريق من الباحثين في جامعات أمريكية تصميم روبوت مائي مرن من كائنات بحرية تُعرف باسم «نجوم البحر الريشية»، ليتمكن من السباحة والمناورة في الأبعاد الثلاثة باستخدام محركين فقط، في ابتكار قد يفتح آفاقًا جديدة أمام استكشاف أعماق البحار ومراقبة البيئة البحرية.
ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة «ساينس أدفانسز»، حيث عرض الباحثون تصميمًا يعتمد على هيكل مرن قادر على تنسيق الحركة دون الحاجة إلى عدد كبير من المحركات أو أنظمة التحكم المعقدة.
ثلاثة أنماط للحركة بمحركين فقط
يتميز الروبوت بوجود أربعة أذرع مرنة تنطلق من قرص مركزي يضم محركين. وتتيح مرونة هذه الأذرع، إلى جانب طريقة تشغيل المحركين، تنفيذ ثلاثة أنماط مختلفة من الحركة.
يتمثل النمط الأول في «وضع قنديل البحر»، إذ تتحرك الأذرع صعودًا وهبوطًا لدفع الروبوت إلى الأعلى أو الأسفل، أو تمكينه من التحليق في الماء. أما «وضع السمكة»، فيتيح له السباحة إلى الأمام أو الخلف من خلال تشغيل أحد المحركين فقط، بما يجعل أحد الأذرع يعمل بطريقة تشبه الزعنفة الدافعة.
وفي «وضع الدوران»، يؤدي التبديل السريع بين المحركين إلى تدوير الروبوت حول محوره وتغيير اتجاهه. ومن خلال الجمع بين هذه الأنماط، يستطيع الروبوت المناورة في مختلف الاتجاهات داخل الماء.
الذكاء الميكانيكي سر الابتكار
يعتمد التصميم على مفهوم «الذكاء الميكانيكي»، الذي يستفيد من مرونة الهيكل وطريقة تفاعل أجزائه مع الماء لتوليد حركات منسقة، بدلًا من تخصيص محرك مستقل لكل حركة.
ووفقًا للفريق البحثي، بلغت السرعة القصوى للروبوت نحو 1.64 ضعف طول جسمه في الثانية، فيما وصلت سرعة دورانه إلى نحو 90 درجة في الثانية، رغم اعتماده على نظام تشغيل بسيط.
ويشير الباحثون إلى أن هذا النهج قد يساعد في تطوير روبوتات أخف وزنًا وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، من خلال دمج جزء من مهام التحكم في التصميم الميكانيكي نفسه.
آفاق للاستكشاف تحت الماء
يمكن أن تُستخدم هذه التقنية مستقبلًا في مراقبة البيئات البحرية، والتفتيش تحت الماء، واستكشاف المناطق التي يصعب الوصول إليها، إلى جانب التحكم في الأجسام تحت الماء بصورة فردية أو جماعية.
وقد أجرى الباحثون تجارب شملت المراقبة باستخدام كاميرا والتحكم في الأجسام، فيما تتمثل خطوتهم المقبلة في تطوير أنظمة تعمل لاسلكيًا بالكامل.
ويرى الفريق أن أهمية الابتكار لا تقتصر على تصميم روبوت مستوحى من كائن بحري، بل تمتد إلى تقديم نهج جديد في صناعة الروبوتات، يقوم على تحسين تصميم الجسم وآلية حركته بدلًا من زيادة عدد المحركات والمكونات.
