Бо истифода аз як падидае, ки ҳамчун рафтори микроэмергентӣ маъруф аст, муҳандисони MIT микрозарраҳои элементиро офаридаанд, ки метавонанд дар якҷоягӣ фаъолиятҳои мураккабро ба мисли туннелҳои колонияи мӯрчагон созанд ё барои ғизо ҷустуҷӯ кунанд. Вақте ки микрозарчаҳо ҳамкорӣ мекунанд, онҳо метавонанд соатеро созанд, ки бо басомади хеле паст меларзад. Тадқиқотчиён нишон доданд, ки ин ларзишҳоро барои қувват додани дастгоҳҳои хурди роботӣ истифода бурдан мумкин аст.
"Ин рафторро ба як сигнали электрикии дарунсохт табдил додан мумкин аст, ки ба ғайр аз таваҷҷӯҳ ба физика, метавонад дар автономияи микророботӣ самаранок бошад. Бисёр қисмҳои барқӣ ба ин гуна вуруди тербелатор ниёз доранд, аз ҷумла Ҷингфан Ян, хатмкардаи нави MIT ва яке аз муаллифони асосии тадқиқот," илова мекунад.
Заррачаҳои таркибии осциллятори нав ба як механизми оддии кимиёвӣ машғуланд, ки ба онҳо имкон медиҳад, ки тавассути ташаккул ва таркидани ҳубобҳои хурди газ бо ҳамдигар муошират кунанд. Ин таъсироти мутақобила, дар шароити мувофиқ, ба осциллятор оварда мерасонад, ки ба фосилаи чанд сония, мисли соат мезанад.
Ба гуфтаи Майкл Страно, профессори муҳандисии кимиё дар MIT, "Мо кӯшиш мекунем, ки қоидаҳо ё хосиятҳои хеле соддаро ҷустуҷӯ кунем, ки шумо метавонед ба мошинҳои нисбатан соддаи микророботикӣ рамзгузорӣ кунед, то мо метавонем онҳоро ба таври оммавӣ вазифаҳои хеле мураккабро иҷро кунем."
Томас Берруета, донишҷӯи аспиранти Донишгоҳи Шимолу Ғарбӣ таҳти роҳбарии профессор Тодд Мерфей, ҳаммуаллифи таҳқиқот бо Янг мебошад.
Колонияҳои ҳашарот ба монанди мӯрчагон ва занбӯрҳо метавонанд корҳоеро иҷро кунанд, ки як узви гурӯҳ ҳеҷ гоҳ иҷро карда наметавонад, ки намунаи рафтори фавқулода аст.
“Мӯрчагон мағзи хурд доранд ва вазифаҳои хеле оддии маърифатиро иҷро мекунанд, аммо вақте ки онҳо якҷоя кор мекунанд, онҳо метавонанд корҳои аҷиберо иҷро кунанд. Онҳо метавонанд ғизо ҷамъ оваранд ва ин системаҳои туннели мураккабро эҷод кунанд ”мегӯяд Страно. "Физикон ва муҳандисон мисли ман мехоҳанд ин қоидаҳоро фаҳманд, зеро ин маънои онро дорад, ки мо метавонем мавҷудоти ночизро эҷод кунем, ки барои иҷрои вазифаҳои мураккаб якҷоя кор мекунанд."
Дар ин лоиҳа ҳадаф эҷод кардани зарраҳое буд, ки метавонанд дар басомадҳои хеле паст ларзиш ё ҳаракатҳои ритмиро ба вуҷуд оранд. То вактхои охир барои сохтани микроосцилляторхои пастбасомад электроникаи гаронбахо, мураккаб ё материалхои махсуси дорой химияи мураккабро талаб мекард.
Барои ин тадқиқот, муҳаққиқон дискҳои диаметри 100 микронро ҳамчун зарраҳои элементарӣ сохтанд. Ямоқи платина дар дискҳои полимерии SU-8 метавонад табдили пероксиди гидрогенро ба об ва оксиген суръат бахшад.
Ҳангоми дар сатҳи ҳамвор ҷойгир кардани қатраҳо зарраҳо одатан ба болои қатраи пероксиди гидроген ҳаракат мекунанд. Онҳо бо дигар заррачаҳо дар алоқаи моеъ бо ҳаво ҳамкорӣ мекунанд. Ҳар як зарра як ҳубобчаи хурди оксигенро ба вуҷуд меорад ва вақте ки ду зарра ба қадри кофӣ наздик мешаванд, ки ба ҳамдигар таъсир расонанд, футурҳо мешикананд ва зарраҳо аз ҳам ҷудо мешаванд. Пас аз он раванд бо ташаккули футурҳои нав оғоз меёбад.
Вақте ки зарраҳо якҷоя кор мекунанд, Янг мегӯяд, "онҳо метавонанд як чизи хеле афсонавӣ ва муфидро иҷро кунанд, ки дар миқёси микроскопӣ ба он ноил шудан душвор аст. Як зарра худ аз худ бе ҳаракат мемонад ва ҳеҷ чизи ҷолибе намекунад.
Олимон кашф карданд, ки ду зарра метавонад осциллятори хеле боэътимод созад, аммо бо илова шудани заррачаҳо ритм номунтазам мешавад. Бо вуҷуди ин, илова кардани як заррае, ки аз дигарон каме фарқ мекунад, метавонад ҳамчун «пешво» хизмат кунад, ки зарраҳои дигарро дар осциллятори ритмикӣ аз нав танзим мекунад.
Ин заррачаи пешсаф ба андозаи дигар заррачаҳо баробар аст, аммо азбаски он дорои як қисми каме калонтар аз платина аст, он метавонад ҳубобчаи калонтари оксиген тавлид кунад. Ин ба ин зарра имкон медиҳад, ки ба маркази кластер кӯчида, ларзишҳои ҳама зарраҳои дигарро назорат кунад. Муҳаққиқон кашф карданд, ки бо истифода аз ин усул онҳо метавонанд осцилляторҳоро бо ҳадди аққал 11 зарра эҷод кунанд.
Ин осциллятор дорои басомади аз 0,1 то 0,3 герц буда, вобаста ба миқдори зарраҳо; ин бо осцилляторҳои басомади паст, ки равандҳои биологиро, аз қабили роҳ рафтан ва тапиши дилро назорат мекунанд, баробар аст.
Ҷараёни ларзиш
Муҳаққиқон инчунин нишон доданд, ки чӣ гуна онҳо метавонанд зарбҳои ритмикии ин зарраҳоро барои эҷод кардани ҷараёни электрикӣ истифода баранд. Барои ноил шудан ба ин, онҳо ба ҷои катализатори платина платина ва рутений ё ҳуҷайраи сӯзишвории тиллоро истифода бурданд. Шиддати ҳуҷайраи сӯзишворӣ тавассути ларзиши механикии заррачаҳо, ки муқовиматро аз як канори ҳуҷайраи сӯзишворӣ ба дигараш ба таври ритмикӣ иваз мекунанд, ба ҷараёни ларзиш табдил меёбад.
Дар баъзе ҳолатҳо, масалан, ҳангоми ба кор даровардани роботҳои пиёдагарди миниётуравӣ, тавлид кардани ҷараёни ларзиш ба ҷои ҷараёни доимӣ фоидаовар аст. Ин усулро муҳаққиқони MIT барои нишон додани он истифода бурданд, ки онҳо метавонанд як микроакуаторро, ки ҳамчун пои роботи хурди пиёдагард, ки қаблан аз ҷониби муҳаққиқони Донишгоҳи Корнелл сохта шуда буданд, амал мекунанд, ба кор андохта метавонанд. Сарчашмаи лазерии модели аввал талаб мекард, ки ҷараён аз ҷониби инсон ҷараён дода шавад ва онро бо навбат ба ҳар як маҷмӯи пойҳо равона кунад. Бо истифода аз сим барои интиқоли ҷараён аз зарраҳо ба фаъолкунанда, муҳаққиқони MIT нишон доданд, ки ҷараёнҳои дарунсохт, ки аз зарраҳои он ба вуҷуд омадаанд, метавонад ҳаракати даврии пои микророботро таъмин кунад.
Ба гуфтаи Страно, вай нишон медиҳад, ки чӣ гуна як ларзиши механикиро ба як ларзиши электрикӣ табдил додан мумкин аст, ки баъдан метавонад барои иҷрои вазифаҳои роботӣ истифода шавад.
Идоракунии тӯдаҳои роботҳои хурди мустақил, ки метавонанд ҳамчун сенсорҳо барои назорати ифлосшавии об истифода шаванд, яке аз истифодаи эҳтимолии ин навъи технология мебошад.
Манбаъ: techxplore
Günceleme: 13/10/2022 19:56
Аваллин эзоҳро диҳед