ביומימיקרי

משמעות המונח ביומימיקרי היא חיקוי החיים (Biomimicry: Bio=life; mimesis=imitate). ביומימיקרי היא דיסיפלינה רב-תחומית המקדמת חיקוי ולמידה מהטבע לפתרון בעיות בדרכים מקיימות.

לרוץ על המים

מאת: מאיה גבעון

רצי המים (water striders) המסוגלים לעמוד ולרוץ על פני המים, שימשו מודל לפיתוח מיקרו-רובוט, המסוגל להתקדם על פני המים מבלי לשקוע.

רצי המים (water striders) הם חרקים קטנים ממשפחת הפישפשאים, שקיבלו את שמם בזכות יכולותיהם לעמוד ביציבות ובשלווה על פני מים, ולרוץ על פניהם במהירות. פיצוח המבנה והמנגנון היוצרים את היכולת המיוחדת הזו יהיו שימושיים, ללא ספק, למגוון שימושים אנושיים (מרובוטי מחקר וניטור איכות המים ועד מכשירים למשימות ריגול) – ולכן מתמקדים צוותי חוקרים בכל העולם בניתוח ובחקר רצי המים, כמו גם בחקר יתושים ועכבישי מים שניחנו בתכונות דומות, במטרה ליצור רובוטים קטנטנים שיחקו את פעולתם. בעוד המבנה הביוכימי שמאפשר את הציפה מעל המים פוצח, ככל הנראה, (כל רגל מכוסה בשערות קטנטנות ובקצותיהן מבנים דוחי מים, סופר הידרופוביים) – האתגר לחקות את המנגנון באמצעות מכשור מלאכותי נותר בינתיים בעינו.


                            מאת Cory תחת רישיון Craetive Commons 2.1

התיאוריה הרווחת הייתה, כי על מנת לרוץ על פני המים, על החרקים ליצור גלים במהירות העולה על 25 ס"מ בשנייה (המהירות המינימאלית של גל במים), אך הסתבר כי החרקים הצעירים שרגליהם קצרות, אינם מסוגלים לנוע במהירות כזו. צוות מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס גילה, כי תנועת החרקים נובעת מתנועה של הרגליים האחוריות, המשמשות כמשוטים. הרגלים חובטות במים ויוצרות בהם מערבולות זעירות, ואלה דוחפות קדימה. גילוי זה היה ראשית הדרך לניסיונות רבים לפיתוח מיקרו-רובוטים, שיחקו את תנועת הרצים. פותחו מודלים מתמטיים כדי להסביר את התנועה הזו, ונמצא שהגורמים המשפיעים ביותר על כח הדחיפה, הם רדיוס ה"משוט" וזווית כניסתו אל המים.

לאחרונה, דיווח צוות חוקרים במגזין ACS Applied Materials & Interfaces, על התקדמות במחקר: הצוות הצליח ליצור מיקרו-רובוט (לסרטון) , בעל זרועות ארוכות ודוחות מים, שמצליח להתקדם על פני המים מבלי לשקוע. גוף הרובוט נתמך על ידי עשר "רגליים" דוחות מים, ושתי רגליים נוספות בעלות קצוות שטוחים במקצת, והן אלה שמשמשות כמשוטים ליצירת הדחיפה שמקדמת את הרובוט. הרובוט מונע מכוח שני מנועים זעירים, ולמרות שמשקלו זהה למשקלם של 390 רצי מים, הוא מצליח להישאר מעל לפני המים. הרובוט מצטיין גם בתנועה מהירה ובעלות ייצור נמוכה יחסית, אך הוא עדיין נופל בביצועיו מהמודל המקורי. כעת עובדים הצוותים על שיפור יכולותיו של הרובוט. האם יצליחו להקנות לו גם תנועה חיננית וחסרת מאמץ כתנועתם של הרצים? נחכה ונראה.

למקור הידיעה