ساخت پرنده ای به اندازه یک دانه ماسه!

پژوهشگران "دانشگاه نورث‌وسترن" در بررسی جدید خود، قابلیت پرواز کردن را به میکروتراشه‌ها بخشیده‌اند تا آنها را برای نظارت بر آلودگی هوا و بیماری‌های ناشی از آن به کار بگیرند.
به گزارش ایسنا و به نقل از وب‌سایت رسمی دانشگاه نورث‌وسترن، پژوهشگران موفق شده‌اند قابلیت پرواز کردن را به میکروتراشه‌های الکترونیکی اضافه کنند. این میکروتراشه جدید پرنده که به اندازه یک دانه ماسه است، موتور ندارد. در عوض، درست مانند بذر درخت افرا، با کمک باد پرواز می‌کند.
پژوهشگران حوزه مهندسی "دانشگاه نورث‌وسترن" (Northwestern University) آمریکا با بررسی بذر درختان افرا و سایر بذرهای پراکنده در باد، میکروتراشه را تنظیم کردند تا مطمئن شوند که هنگام افتادن از ارتفاع زیاد، سرعت آن کاهش می‌یابد و به صورت کنترل‌شده سقوط می‌کند. این رفتار، پرواز میکروتراشه را تثبیت می‌کند و زمان تعامل با آن با هوا را افزایش می‌دهد. این موضوع ایده‌آلی برای نظارت بر آلودگی هوا و بیماری‌های ناشی از هوا به شمار می‌رود.
این میکروتراشه به عنوان کوچکترین سازه پرنده ساخته دست انسان، به همراه همه فناوری‌های فوق مینیاتوری خود از جمله حسگرها، منابع قدرت، آنتن‌های ارتباط بی‌سیم و حافظه تعبیه‌شده برای ذخیره داده‌ها، قابل بسته‌بندی است.

"جان راجرز" (John Rogers)، سرپرست این پژوهش گفت: هدف ما این بود که پرواز با کمک بال را به سیستم‌های الکترونیکی کوچک اضافه کنیم. ما باور داریم که این قابلیت‌ها به ما امکان می‌دهند تا دستگاه‌های الکترونیکی بسیار کاربردی و مینیاتوری را برای نظارت بر آلودگی هوا، بررسی جمعیت یا ردیابی بیماری‌ها مورد استفاده قرار دهیم. ما توانستیم با استفاده از ایده‌هایی که از جهان بیولوژیکی الهام گرفته شده‌اند، این کار را انجام دهیم. طبیعت طی میلیاردها سال، دانه‌هایی با ویژگی‌های بسیار پیچیده طراحی کرده است. ما از این مفاهیم طراحی استفاده کردیم تا به میکروتراشه‌ها سازگاری ببخشیم و سپس آنها را روی سیستم عامل مدارهای الکترونیکی به کار گرفتیم.
راجرز و گروهش، انواع متفاوتی از میکروتراشه‌های پرنده را طراحی و ابداع کردند و سپس به طراحی شکل و زوایای قرار گرفتن بال‌ها پرداختند. آنها برای رسیدن به ایده‌آل‌ترین ساختار، به مدل‌سازی محاسباتی نحوه جریان یافتن هوا در اطراف میکروتراشه پرداختند تا چرخش آن را کنترل کنند. "یونگگانگ هوانگ" (Yonggang Huang)، از پژوهشگران این پروژه گفت: مدل‌سازی محاسباتی به ما امکان داد تا ساختارهای پرواز را به سرعت طراحی کنیم. این کار بدون انجام گرفتن آزمون و خطا، غیرممکن به نظر می‌رسد.
این گروه پژوهشی با استفاده از مدل‌سازی محاسباتی توانستند ساختارهای مورد نظر را با کمک روش‌های پیشرفته در آزمایشگاه بسازند و مورد بررسی قرار دهند. سازه‌های به دست آمده، قابل ساخته شدن در شکل‌ها و اندازه‌های گوناگون هستند.
این پژوهش، در مجله "Nature" به چاپ رسید.