ساخت كوچكترین هواپیمای جهان

محققان تا به حال در چـنـدین گـروه پژوهـشی برای ساخت حشـرات كـوچك رباتیـك كه طـول، عـرض و ارتـفاع آنها كمتر از ۱۵ سانـتی متر باشد، تلاش های زیادی کرده ان د و میلیون ها دلار صرف این پروژه نموده اند؛ چـرا كه استـفاده از این حشرات ساخته دسـت انسان، بهترین راه برای حفاظت سربازان از خطرهای موجود در عملیات شناسایی دشمن است.

این ربات های پرنده كوچك، در اصل كوچك ترین هواپیمای جاسوسی بدون سرنشین در جهان است. نوعی از این ربات های پرنده كوچك به تقلید از حركات پرواز و نحوه بال زدن حشرات مشخصی در حال طراحی هستند. از جمله این حشرات می توان به مگس و زنبورعسل اشاره كرد زیرا پرواز مگس نكات بی شماری از هوانوردی را به بشر می آموزد كه همه آنها با بررسی بال های ثابت هواپیما قابل دریافت نیست. چرا كه اصول و قواعد پرواز حشرات و بال های متحرك آنها با اصول و قواعد پرواز با بال های ثابت هواپیما تفاوت دارد.

«مایكل دیكینسون» یكی از محققان دانشگاه بركلی در این مورد می گوید: اگر تئوری بال های ثابت را در مورد بال های حشرات به كار ببریم می توان نشان داد كه پرواز حشرات غیرممكن خواهد بود، پس حتماً باید از تئوری بال های متحرك در مورد پرواز این حشرات رباتیك استفاده كرد. وی یكی از اعضای پروژه حشرات پرنده میكرومكانیكی یا MFI است. وظیفه او و همكارانش در این پروژه ساخت ربات های كوچك پرنده ای است كه از اصول پروازی حشرات در طراحی آنها استفاده شده است. حشره رباتیكی كه اعضای پروژه تحقیقاتی MFI پیشنهاد ساخت آن را داده، تنها ۱۰ تا ۲۵ میلی متر عرض خواهد داشت كه از حد و اندازه مشخص شده توسط آژانس تحقیقاتی نیز كوچك تر است و از بال های ثابت در آن اثری نخواهد بود. همان طور كه می دانید هواپیما نیروی لازم برای برخاستن از زمین را به دلیل وجود جریان هوای سریع تر در بالای بال ها نسبت به قسمت پایین بال ها تولید می كند كه این سیستم ثابت آیرودینامیك دائمی هواپیما نام دارد. ولی كاملاً مشخص است كه مگس ها و یا زنبورهای عسل از این قاعده در پرواز خود استفاده نمی كنند؛ چرا كه بال های آنها همیشه در حال حركت است. به گفته «جین وانگ» فیزیكدان كالج مهندسی دانشگاه كورتل برخلاف پرواز هواپیماها با بال ثابت، حشرات در میان انبوهی از حلقه های جریان هوا كه با حركت دادن بال هایشان به وجود آمده اند، پرواز می كنند. جریان هوای موجود در این حلقه ها، در جهت مخالف جریان هوای اصلی حركت می كند و در واقع همین حلقه ها هستند كه حشرات را بالا نگه می دارند. همچنین به اعتقاد آقای «دیكینسون» پی بردن به مكانیسم پرواز حشرات و بهره گیری از آن در ساخت حشرات رباتیك بسیار مفید خواهد بود ولی بر پایه اصول و قواعد كنونی امكان پذیر نیست. در حال حاضر دو پروژه بزرگ در مورد حشرات رباتیك یا هواپیماهای جاسوسی بدون سرنشین در حال انجام است كه در آنها از اصول پرواز حشرات الهام گرفته اند. یكی از این پروژه ها، پروژه «مایكل دیكینسون» است و دیگری را «رابرت میشلسن» سرپرستی می كند. درحالی كه «دیكینسون» در حال ساخت حشرات میكرومكانیكی در دانشگاه كالیفرنیا است، یك مهندس دیگر به نام «میشلسن» در موسسه فناوری «جورجیا» در حال كار بر روی حشره الكترومكانیكی است. محققان برای ساخت این تكنولوژی جدید آزمایش های فراوانی را برای شناخت نحوه پرواز مگسی انجام داده اند. یكی از این آزمایش ها ساخت یك جفت بال رباتیك ۲۵ سانتی متری به نام «روبوفلای» بود كه شش موتور در یك حركت چرخشی بال ها را به تمام جهت های ممكن حركت می دهند. حسگرهایی نیز برای اندازه گیری نیروی بال ها به آنها متصل شده است.

محرك فیزوالكتریك كه باعث به حركت درآمدن بال های این ربات خواهد شد، توسط انرژی خورشیدی فعال می شود. با وجود اینكه این ربات كوچك به طور كامل به پرواز درنیامده است، طبق گزارش ها توانسته تقریباً ۹۰ درصد از نیرویی را كه برای برخاستن مورد نیاز است، به صورت آزمایشی و توسط یك ساختار دو باله كارآمد به دست آورد. قدم بعدی در كامل تر ساختن این ربات، افزودن بخش های كنترل پرواز و ارتباطی برای كنترل از راه دور آن است. اگر نگاهی به رقم قابل توجه بودجه اختصاص یافته به پروژه های مربوط به این پرنده های رباتیك بیندازیم (حدود سه میلیون دلار) می توان به خوبی دریافت كه اولین مورد استفاده از آنها در هواپیماهای جاسوسی كوچك خواهد بود.

محققان در فكر حشره رباتیكی هستند كه می تواند برای ماموریت های شناسایی به كار آید و توسط سربازان از روی زمین قابل كنترل باشد

پیشرفت های حاصل شده و میكروتكنولوژی شامل سیستم های میكرومكانیكی به زودی در پروژه حشرات رباتیك عملی خواهد شد و میكروسیستم هایی همچون دوربین های پیشرفته دید در شب، حسگرهای كوچك فرو سرخ و ردیاب های مواد منفجره به سرعت به سمت هرچه كوچك شدن در حركت هستند تا بتوان آنها را به راحتی در ساختار یك حشره كوچك رباتیك جای داد. نیروهای نظامی از آن دسته پرنده رباتیكی استقبال می كنند كه دامنه پروازی آن حداقل ۱۰ كیلومتر باشد و محدودیتی برای پرواز در شب نداشته باشد و بتواند در حدود دو ساعت به پرواز خود ادامه دهد. مقامات ارشد وزارت دفاع سرعت مناسب برای این پرنده رباتیك را بین ۴۰ تا ۸۰ كیلومتر در ساعت اعلام كرده اند كه توسط ایستگاه های مخابراتی زمینی كه مجهز به آنتن هایی برای هدایت آنها هستند، كنترل می شوند. پرنده های رباتیك نسل جدیدی از كاوشگران فضا به شمار می آیند. زیرا سازمانهای هوا و  فضا به توانایی های آنها پی برده و برای پژوهش بر سر ایده استفاده از آنها به عنوان كاوشگر مریخ از موسسه تحقیقاتی جورجیا پشتیبانی مالی می كند. این ربات های كوچك مزیت های زیادی را جهت استفاده در امور فضا به ارمغان می آورند. به گفته سازنده آنها «رابرت میشلسن» نمونه مخصوص سفر به مریخ باید در اندازه ای بزرگتر ساخته شود و پهنای بال آن حداقل یك متر باشد تا بتواند در اتمسفر مریخ به پرواز درآید. این پرنده رباتیك پس از وقوع بلایای طبیعی مانند زلزله، گردباد و غیره بسیار باارزش و كارآمد خواهد بود زیرا با اندازه كوچك خود و توانایی پرواز بر فراز مناطق حادثه دیده می تواند به جست وجوی افراد مجروح زیر آوار پرداخته و به درون شیارهایی بروند كه انسان و یا ماشین بزرگتر قادر به رفتن به آنجا نیست. از دیگر مزایای مهم استفاده از این ربات های پرنده می توان به گشت زنی مرزی، جست و جوهای خطرناك، كنترل ترافیك و غیره اشاره كرد. در اصل پرنده های رباتیك نمونه دیگری از كمك رسانی فناوری امروز به بشر است، به طوری كه ماموریت های خطرناك را به خوبی به انجام رسانده و از این پس انسان با استفاده از آنها خود را كمتر درگیر عوامل خطرناك خواهد كرد. جست وجوی حادثه دیدگان یك زلزله، ماموریت های شناسایی مناطق عملیاتی دشمن و غیره همگی از ماموریت های خطرناك دنیای امروز هستند و این ربات های پرنده این امكان را به وجود آورده اند كه بدون هیچ گونه حضور فیزیكی در منطقه مربوطه فعالیت های خود را در آنجا انجام دهیم