İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Lozan’da görev yapan araştırmacılar, pil, motor ya da geleneksel elektronik tahrik sistemleri olmadan yalnızca ses dalgalarıyla hareket edebilen mikro robotlar geliştirdi. EPFL bünyesindeki MicroBioRobotic Systems Laboratory ekibinin üzerinde çalıştığı sistem, ses dalgalarını doğrudan itme kuvvetine çevirerek çok küçük araçların hareket etmesini sağlıyor. Araştırmacılar hazırladıkları prototiplerde motor, dişli ve benzeri mekanik parçaları kullanmadan hareket elde etmeyi başardı. Science Advances dergisinde yayımlanan çalışmada farklı boyut ve malzemelerden üretilen robotlar üzerinde testler yapıldı. Santimetre ölçeğindeki minyatür teknelerden yalnızca 150 mikrogram ağırlığındaki hava araçlarına kadar farklı örneklerde sesle yönlendirme ve kaldırma kuvveti oluşturulabildi. Geliştirilen yöntemin, ilerleyen dönemde daha hafif ve daha küçük robot sistemlerinin tasarlanmasında kullanılabileceği değerlendiriliyor.
Ses Dalgaları Robotu Nasıl Hareket Ettiriyor?
Sistemin çalışma mantığı Helmholtz rezonansı adı verilen fiziksel prensibe dayanıyor. Araştırmacılar, belirli ses frekanslarına tepki verecek şekilde yuvarlak ya da çan biçiminde küçük boşluklar hazırladı.
Ses dalgaları bu boşluklara ulaştığında içeride bulunan hava titreşmeye başlıyor. Hava daha sonra dar noktadan yoğun şekilde dışarı çıkıyor ve ortaya çıkan akım robotun hareket etmesini sağlayan itme kuvvetini oluşturuyor.
Sistemde kullanılan yapıların standart 3D baskı plastikleri, esnek polimerler ve cam gibi farklı malzemelerden üretilebildiği belirtildi. Böylece kullanım alanına göre farklı tasarımların hazırlanabilmesinin önü açılıyor.
Araştırmacılar, santimetre boyutundaki minyatür teknelere farklı ses frekanslarına tepki veren üç rezonans boşluğu yerleştirdi. Hoparlörden gönderilen frekans değiştirilerek teknelerin hareket yönü kontrol edildi ve engellerin çevresinden geçmeleri sağlandı.
150 Mikrogramlık Araç Havalanmayı Başardı
Çalışmada çok daha küçük ölçekli hava araçları da üretildi. 3D nano baskı yöntemiyle hazırlanan prototiplerde insan kulağının duyamadığı ultrasonik frekanslardan yararlanıldı.
Yalnızca 150 mikrogram ağırlığındaki prototiplerden biri, ses dalgalarının oluşturduğu kuvvet sayesinde yukarı doğru hareket edebildi. Başka bir tasarımda ise rezonatörler küçük kanatları dakikada 13 bin devire kadar döndürerek helikopter benzeri kaldırma kuvveti oluşturdu.
Motor, batarya, dişli ve manyetik parçaların kullanılmaması robotların daha küçük ve hafif hale getirilebilmesine imkan tanıyabilir. Araştırma ekibi, ilerleyen çalışmalarda tek esnek yapı üzerinde farklı frekanslara tepki veren çok sayıda rezonatör kullanılabileceğini belirtiyor.
Böyle bir sistemde ses frekansının değiştirilmesiyle robotun farklı bölümlerinin hareket ettirilmesi, bükülmesi ya da titreştirilmesi mümkün hale gelebilir. Teknoloji halen araştırma aşamasında bulunuyor ve günlük kullanım için hazır bir ürün niteliği taşımıyor.
