EPFL'nin MicroBioRobotic Sistemler (MICROBS) Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar, motorlar veya bataryalar yerine ses dalgaları kullanan küçük robotlar için yeni bir tahrik yöntemi geliştirdi. Science Advances'ta yayımlanan çalışma, sesi yönlü itme kuvvetine dönüştüren boş akustik boşlukları gösteriyor; bu sayede mini botlar ve ultralight uçuş araçları hareket edip yönlendirilebiliyor.
Yenilik, Helmholtz rezonansına dayanıyor — aynı fizik, bir şişenin ağzına üflediğinizde ses üretir. Ses dalgaları dikkatle şekillendirilmiş bir boşluktaki havayı uyandırdığında, salınan hava yoğun bir jet olarak dışarı itilirken, gelen hava akışı daha yaygın olur. Bu dengesizlik itme kuvveti oluşturur.
Santimetre ölçeğinde ekip, her biri farklı bir duyulabilir frekansa ayarlanmış ve botu belirli bir yöne itecek şekilde konumlandırılmış üç boşluğa kadar donatılmış mini botlar inşa etti. Bir hoparlörden gelen ses dalgalarının frekansını değiştirerek araştırmacılar, botları hareket etmek, engellerin etrafından döndürmek ve hatta otonom navigasyon için programlamak üzere farklı boşlukları seçici olarak aktive edebildiler.
3D nanoprinting kullanarak ekip, mikro uçaklar yarattı — polimer yapılarına doğrudan entegre edilmiş üç mikroskopik boşluğa sahip ultralight uçuş araçları. Sadece 150 mikrogram ağırlığındaki bir tasarım, bir roket gibi doğrudan yukarı yönlü itme kuvveti üretti. Bir diğeri, dakikada 13.000 devire kadar dönen küçük bıçaklarla birleştirilmiş boşluklar kullanarak stabil helikopter benzeri kaldırma kuvveti sağladı.
Cihazlar motorlar veya manyetik bileşenler yerine boşluklara dayandığı için, çeşitli 3D baskı yöntemleriyle son derece küçük ve hafif hale getirilebilirler. Araştırmacılar, kavramın daha da küçültmeye uyumlu olduğunu söylüyor; bu da robotik ve havacılığın sınırlarını zorlayabilecek gelişmiş tasarımları potansiyel olarak mümkün kılabilir.
Birinci yazar Junsun Hwang, birden fazla sesle tepki veren yapının tek bir esnek cihaza entegre edilebileceğini ve her birinin farklı bir frekansa tepki vereceğini belirtti. Bu, bir cihazın belirli bölümlerinin hareket etmesine, bükülmesine veya titreşmesine izin vererek sese tepki veren şekil değiştiren robotik cihazlara yol açabilir.
Çalışma, İsviçre Hükümeti Mükemmellik Bursu tarafından desteklendi ve sese tepki veren robotik maddeye doğru bir adımı temsil ediyor — elektronik bileşenler yerine zeki mekanik tasarım yoluyla fonksiyonel makinelera dönüştürülebilen yapılar.
