نقش فناوري هاي ميكروالكترومكانيك در جنگ و صلح ماموريت هاي دشوار بر عهده روبات هاي پرنده

واضح آرشیو وب فارسی:ايرنا: نقش فناوري هاي ميكروالكترومكانيك در جنگ و صلح ماموريت هاي دشوار بر عهده روبات هاي پرنده
ترجمه؛ عليرضا سزاوار

به زودي نه تنها در عرصه نظامي، بلكه در عمليات هاي مربوط به امداد و كمك رساني به مردم از حشرات كوچك روباتيك كه Micro Air Vehicle ناميده مي شوند و مي توانند بر فراز مناطق عملياتي پرواز كرده و اطلاعات جمع آوري كنند، استفاده خواهد شد.

تا به حال وزارت دفاع امريكا بيش از 50 ميليون دلار براي طراحي و ساخت اين روبات هاي كوچك هزينه كرده است، چرا كه استفاده از اين روبات هاي كوچك ساخت دست بشر، بهترين راه براي حفاظت سربازان از خطرات موجود در عمليات هاي مختلف دشمن است. سازمان پروژه هاي تحقيقاتي دفاعي پيشرفته ايالات متحده(DARPA) از چندين گروه تحقيقاتي مختلف براي ساخت MAV هايي كه طول، عرض و ارتفاع آنها بيش از 20 سانتي متر نباشد، پشتيباني مالي به عمل آورده است.

اين روبات هاي كوچك پرنده كوچك ترين هواپيماهاي بدون سرنشين در جهان خواهد بود كه تا به حال ساخته شده است. نمونه هايي از اين روبات هاي پرنده كوچك، به تقليد از حركات پروازي و نحوه بال زدن حشرات خاص در حال طراحي است. اين حشرات شامل مگس ها، زنبورها و سنجاقك ها هستند.

به طور مثال پرواز مگس نكات بسياري از هوانوردي را به بشر مي آموزد كه همه آنها به وسيله مطالعه بال هاي ثابت هواپيما يادگرفتني نيست، زيرا اصول و قواعد پرواز حشرات و بال هاي متحرك آنها با اصول و قواعد موجود براي پرواز با بال هاي ثابت هواپيما كاملاً متفاوت است. پروفسور مايكل ديكسون زيست شناس دانشگاه بركلي كاليفرنيا در اين زمينه مي گويد؛ مي توان ثابت كرد كه يك زنبورعسل نمي تواند پرواز كند زيرا اگر در تئوري بال هاي ثابت را در مورد بال هاي حشرات هم استفاده كنيم، مي توان به اين نتيجه رسيد كه پرواز اين حشرات تقريباً غيرممكن است. بنابراين حتماً بايد از تئوري ديگري در مورد اثبات چگونگي پرواز اين حشرات استفاده كرد.

پروفسور ديكسون يكي از اعضاي پروژه حشرات ميكرومكانيكي(MFI) در كاليفرنيا است. وظيفه او و همكارانش در اين پروژه ساخت روبات هاي كوچك پرنده يي است كه از اصول پروازي حشرات در طراحي آنها استفاده شده است.

اين پروژه با همكاري سازمان هاي بشردوستانه و همچنين پنتاگون، مراحل پاياني خود را سپري مي كند. حشره روباتيكي كه پرنده ميكرومكانيكي يا MFI نام دارد تنها 15 تا 25 ميلي متر عرض خواهد داشت و با اين حساب كوچك تر از حد و اندازه مشخص شده حشرات روباتيك MAV ساخت سازمان پروژه دفاعي است و در آن از بال هاي ثابت هم خبري نيست. همان طور كه مي دانيد هواپيماها نيروي لازم براي بلند شدن از زمين را به دليل وجود جريان هواي سريع تر در بالاي بال هاي خود نسبت به قسمت پاييني بال توليد مي كنند. ولي كاملاً مشخص است كه مگس ها، زنبورها و ديگر حشرات از چنين قاعده يي در پرواز خود استفاده نمي كنند، زيرا بال هاي آنها همواره در حركت است. جين وانگ فيزيكدان كالج فني دانشگاه استنفورد مي گويد؛ برخلاف پرواز هواپيماهاي با بال ثابت، حشرات در ميان انبوهي از حلقه هاي جريان هوا كه به وسيله حركت دادن بال هايشان به وجود آمده است، پرواز مي كنند. جريان هواي موجود در اين حلقه ها در جهت مخالف جريان هواي اصلي حركت مي كند و در واقع همين حلقه ها هستند كه حشرات را بالا نگه مي دارند.

همچنين به اعتقاد ديكسون پي بردن به مكانيسم پرواز حشرات و بهره گيري از آن در ساخت حشرات كوچك روباتيك، بسيار مفيد خواهد بود، ولي ساخت چنين روبات هايي نياز به زمان دارد. در حال حاضر دو پروژه بزرگ حشرات روباتيك كه تحت حمايت هاي مالي وزارت دفاع ايالات متحده است، مراحل پاياني خود را مي گذراند و در ساخت آنها از اصول پرواز حشرات الهام گرفته شده است.

يكي از اين پروژه ها مربوط به آقاي ديكسون و همكارانش در دانشگاه كاليفرنيا است كه حشرات ميكرومكانيكي MFI را مي سازند و ديگري پروژه يي است كه در آن پروفسور رابرت ميشلن و همكارانش در موسسه فناوري جورجيا در حال ساخت حشره الكترومكانيكي چندمنظوره معروف به انتوموپتر هستند.

در سال 2000 ميلادي اداره ثبت اختراعات ايالات متحده، حشره الكترومكانيكي فوق را به ثبت رساند. اين حشره روباتيك به منظور فعاليت در محيط بسته طراحي شده و در ساخت آن از نحوه پرواز حشرات و باز و بسته كردن بال حشرات الهام گرفته شده است. اين پروژه اكنون به طرز حيرت انگيزي توسعه داده شده و انتوموپتر مي تواند در محيط هاي باز و مكان هايي كه انسان ها قادر به رفتن در آن نيستند، نفوذ كرده و اطلاعات ارسال كند.

حشره الكترومكانيكي(انتوموپتر) به وسيله يك واكنش شيميايي انرژي مي گيرد. به اين ترتيب كه مقداري سوخت در بدنه آن ريخته شده كه در اثر آن يك واكنش شيميايي رخ مي دهد و گازي آزاد مي شود. فشار حاصل از اين گاز به پيستون داخلي بدنه كه به بال ها متصل است، نيرو وارد كرده و موجب مي شود آنها به سرعت به حركت درآيند. قسمتي از گاز به وسيله دريچه موجود در بال ها خارج مي شود و نيروي لازم روي حركت هر كدام از بال ها را تغيير مي دهد تا به وسيله اين عمل روبات بتواند پرواز كند. در حال حاضر اين حشره روباتيك كمتر از 20 سانتي متر پهناي بال دارد. در وسيله يي با اين ابعاد، هر قسمت بايد وظايف چندگانه يي انجام دهد. براي نمونه يك آنتن راديويي كه به پشت انتوموپتر متصل است، علاوه بر دريافت اطلاعات در عين حال يك وسيله ايجاد تعادل در هدايت آن هم محسوب مي شود يا قسمتي از بدنه اين روبات مي تواند با ذخيره سوخت در خود باعث حفظ تعادل حين پرواز شود. دولت ايالات متحده تا به امروز ده ها ميليون دلار در پروژه روباتيك دانشگاه بركلي كاليفرنيا سرمايه گذاري كرده است تا روبات پرنده يي در اندازه يك زنبورعسل بسازد. مهم ترين گام در اين پروژه اضافه كردن بخش هاي كنترل پرواز، به منظور تكميل سيستم كنترل از راه دور اين روبات است. بدون شك اولين استفاده از اين حشره هاي روباتيك در ميدان هاي نبرد و به عنوان هواپيماهاي كوچك جاسوسي خواهد بود. وزارت دفاع ايالات متحده همواره در فكر ساخت حشره روباتيكي بود كه بتواند ماموريت هاي شناسايي را به دقت انجام داده و به وسيله سربازان از روي زمين قابل كنترل باشد. اين روبات هاي پرنده كوچك فقط به منظور تصويربرداري از تحركات دشمني به كار گرفته نخواهد شد، بلكه اين توانايي را دارند كه روي يك تانك نفربر يا هر وسيله نظامي ديگر دشمن نشسته و يك برچسب الكترونيكي روي آن بزنند، در اين صورت هدف گيري اين ادوات نظامي به وسيله نيروهاي خودي بسيار ساده مي شود.

سازمان تحقيقات دفاعي در سال 1998 طي گزارشي در مورد MAVها اعلام كرده بود پيشرفت هاي حاصل شده در ميكروتكنولوژي از جمله سيستم هاي ميكروالكترومكانيكي به زودي موجب خواهد شد پروژه حشرات روباتيكي عملي شود. امروزه دوربين هاي ديجيتالي، حسگرهاي مادون قرمز و ردياب ها به قدري كوچك شده اند كه مي توان آنها را به راحتي در ساختار يك پرنده كوچك روباتيك جاي داد. از ديگر پيشرفت ها در زمينه ساخت حشرات روباتيك، درك بيشتر در مورد مكانيسم پرواز حشرات و ساخت بال هاي بسيار كوچك براي آنها بود. در اين روبات هاي پرنده از شش موتور بسيار كوچك و قدرتمند براي نيرو دادن استفاده مي شود. بخش فيزوالكتريك نيز كه باعث به حركت درآمدن بال هاي روبات مي شود به وسيله انرژي خورشيد نيرو مي گيرد. روبات هاي پرنده يي كه در سال جاري ميلادي در اختيار ارتش ايالات متحده قرار گرفت، مي توانند حدود 15 كيلومتر پرواز كنند. ضمن اينكه هيچ محدوديتي هم براي پرواز در شب ندارند و حداقل به مدت يك ساعت در آسمان به پرواز خود ادامه مي دهند. طبق گفته متخصصان اين پروژه، مسافت ايده آل براي يك حشره روباتيك بين 35 تا 75 كيلومتر در ساعت است كه البته روبات هاي دانشگاه كاليفرنيا توانسته اند به سرعت 65 كيلومتر در ساعت در مراحل آزمايشي دست پيدا كنند. اين پرنده هاي روباتيك مجهز به آنتن هاي ويژه يي هستند كه در گوشي هاي تلفن همراه نيز كاربرد دارند و به وسيله آن با ايستگاه زميني به طور دائمي و پيوسته در ارتباط هستند و به طور كامل كنترل مي شوند. ضمن اينكه حشره هاي روباتيك نسل جديدي از كاوشگران فضا محسوب مي شوند. سازمان هوا-فضاي ايالات متحده (ناسا) مدت ها است كه به توانايي هاي اين روبات ها پي برده و براي تحقيق به منظور استفاده از انتوموپترها به عنوان كاوشگر مريخ و ديگر سيارات از موسسه فناوري جورجيا پشتيباني هاي مالي فراواني انجام داده است. اين روبات ها داراي فوايد بسيار زيادي براي اكتشاف در امور فضايي براي ناسا هستند و قرار است روبات هاي مخصوص ماموريت هاي فضايي در اندازه هايي بزرگ تر ساخته و تا سال آينده ميلادي به سازمان هوا-فضاي امريكا تحويل شود.

حشرات روباتيك به منظور امدادرساني و كمك به آسيب ديدگان بلاياي طبيعي نيز كاربرد دارند، زيرا با اندازه بسيار كوچكي كه دارند مي توانند بر فراز مناطق حادثه ديده پرواز كنند و به جست وجوي افراد مجروح بپردازند يا به درون مكان هايي بروند كه انسان ها يا ماشين ها قادر به رفتن به آنجا نيستند. از جمله مهم ترين كاربردهاي ديگر اين روبات هاي پرنده مي توان به كنترل ترافيك، جست وجوهاي خطرناك و گشت زني هايي در مناطق مرزي اشاره كرد. با استفاده از اين روبات ها، انسان ها ديگر كمتر خود را درگير ماموريت هاي خطرناك خواهند كرد و به كمك تكنولوژي اين ميكروروبات ها مشكلات زندگي انسان ها كمتر خواهد شد.
يکشنبه 19 آبان 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: ايرنا]

[مشاهده در: www.irna.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 410]