Yumuşak Robot: Okyanusun Derinlikleri

Yumuşak Robot: Okyanusun Derinlikleri

185

Okyanusun en derin bölgelerinin cezalandırıcı baskılarına dayanabilen tuhaf bir balıktan esinlenen bilim adamları, Mariana Çukuru’nun en derin kısmında bile yüzgeçlerini kanat çırpmaya devam edebilen yumuşak, otonom bir robot tasarladılar.

Çin’in Hangzhou kentindeki Zhejiang Üniversitesi’nden robotikçi Guorui Li liderliğindeki ekip, robotun 70 metreden yaklaşık 11.000 metreye kadar değişen derinliklerde yüzme yeteneğini başarıyla sahada test etti.

Bilim Haberleri ve Daha Fazlası için Dırdırcı’ya Abone Olmayı Unutmayın!

Challenger Deep, Mariana Çukuru’nun en alçak, en derin kısmıdır. Deniz seviyesinin yaklaşık 10.900 metre altında aşağıya iner. Üzerindeki tüm bu sulardan gelen basınç, deniz seviyesindeki atmosfer basıncının yaklaşık bin katıdır ve bu da yaklaşık 103 milyon paskal anlamına gelir. Yeni çalışmaya dahil olmayan Geneseo’daki New York Eyalet Üniversitesi’nden derin deniz fizyoloğu ve ekolojist Mackenzie Gerringer, “Bu, başparmağınızın üzerinde duran bir ağırlığı ile neredeyse aynı” diyor.

Gerringer, bu derinliklerdeki (6.000 ila 11.000 metre arasındaki en derin okyanus bölgesi) muazzam basınçların zorlu bir mühendislik sorunu olduğunu söylüyor. Geleneksel derin deniz robotları veya insanlı dalgıçlar, buruşmamak için sert metal çerçevelerle yoğun bir şekilde güçlendirilmiştir – ancak bu gemiler yavaş ve yapısal arıza riski yüksektir.

Daha sığ sularda zarif bir şekilde manevra yapabilen robotlar tasarlamak için, bilim adamları daha önce ilham almak adına ahtapot gibi yumuşak gövdeli okyanus canlılarına baktılar. Hali hazırda zaten böyle bir derin deniz ilham perisi var: Pseudoliparis swireiveya Mariana Çukuru’nda 8.000 metre derinliğe kadar yaşayan, çoğunlukla yumuşak, yarı saydam bir balık olan Mariana salyangoz balığı.

derin deniz salyangozu
2018’de araştırmacılar, Pasifik Okyanusu’nun Atacama Çukurunda bulunan ve yaklaşık 7.500 metreye kadar derinliklerde yaşayan yeni keşfedilen üç derin deniz salyangozu türünü tanımladılar. Ayrıca Mariana Çukuru’nda da bulunan bu tür balıklar, yalnızca kısmen sertleştirilmiş kafatasları ve yumuşak, aerodinamik, enerji verimli gövdeleri ile yüksek basınçlı, derin deniz ortamlarında yaşamaya çok iyi adapte olmuşlardır.

Derin deniz salyangozunu 2014 yılında ilk kez tanımlayan araştırmacılardan biri olan Gerringer, nasıl yüzdüğünü daha iyi anlamak için birkaç yıl sonra onun 3 boyutlu basılmış bir yumuşak robot versiyonunu yaptı. Robotu, balığın vücudunda büyük olasılıkla kaldırma kuvveti ekleyen ve daha verimli yüzmesine yardımcı olan sulu yapışkan maddenin sentezlenmiş bir versiyonunu içeriyordu.

Ancak derin deniz ortamını araştırmak için aşırı baskı altında yüzebilen bir robot tasarlamak başka bir konudur. Otonom keşif robotları, yalnızca hareketlerine güç sağlamak için değil, aynı zamanda su kimyasını test etmek, derin okyanus çukurlarının sakinlerini aydınlatmak ve filme almak veya yüzeye geri getirmek için örnekler toplamak gibi çeşitli görevleri yerine getirmek için elektroniklere ihtiyaç duyuyor. Sıkışan su basıncı altında, bu elektronikler birbirine karşı ezilebilir.

Bu yüzden Li ve meslektaşları, salyangoz balığının yüksek basınçlı hayata uyarlamalarından birini ödünç almaya karar verdiler: Kafatası sertleşmiş kemikle tamamen kaynaşmamış. Bu fazladan şekillendirilebilirlik, kafatasındaki baskının dengelenmesine izin veriyor. Benzer bir şekilde, bilim adamları robot balıklarının elektroniğini – “beynini” normalde olduğundan daha uzağa dağıtmaya ve ardından dokunmalarını önlemek için yumuşak silikonla kaplamaya karar verdiler.

robot ve salyangoz yan yana

Ekip ayrıca, robotun suda ilerlemek için kullanabileceği iki kanatlı, salyangoz balığına biraz benzeyen yumuşak bir gövde tasarladı. (Gerringer, gerçek salyangoz balığının yüzgeçlerini çırpmadığını, ancak vücudunu kurbağa yavrusu gibi salladığını belirtiyor.) Yüzgeçleri çırpmak için robot, yapay kasları çalıştıran pillerle donatılmıştır: elektrik yüklüdür.

Ekip robotu çeşitli ortamlarda test etti: Bir gölde 70 metre derinlikte; Güney Çin Denizi’nde yaklaşık 3.200 metre derinlikte; ve nihayet, okyanusun dibinde. Robotun ilk iki denemede serbestçe yüzmesine izin verildi. Bununla birlikte, Challenger Deep denemesi için araştırmacılar, robotu kanatlarını çırparken tutmak için derin deniz iniş aracının uzatılabilir kolunu kullanarak sıkı bir tutuş elde ettiler.

Singapur Ulusal Üniversitesi’nden Cecilia Laschi ve İngiltere’deki Lincoln Üniversitesi’nden Marcello Calisti robotokistler, bu makine biyolojik olarak ilham alan yumuşak robotlarla “elde edilebileceklerin sınırlarını zorluyor”. İkilinin aynı sayısında araştırma hakkında bir yorumu var. Doğa. Bununla birlikte, makinenin dağıtımdan hala çok uzak olduğunu belirtiyorlar. Diğer su altı robotlarından daha yavaş yüzüyor ve henüz güçlü su altı akıntılarına dayanacak güce sahip değil. Ancak bu tür robotların, okyanusun bu gizemli bölgeleri hakkında kalan soruları yanıtlamaya yardımcı olması için “temelleri attığını” yazıyorlar.

Araştırmacılar, okyanusun farklı derinliklerinde birkaç saha testinden geçerek yumuşak bir otonom robotu başarıyla çalıştırdılar. Güney Çin Denizi’nin 3.224 metre derinliğinde yapılan testler, robotun otonom olarak yüzebildiğini gösterdi . Ekip ayrıca robotun okyanustaki en aşırı baskılar altında bile hareket etme yeteneğini test etti. Bir derin deniz karacısının uzatılabilir kolu, Mariana Çukuru’nun en alçak kısmı olan Challenger Deep’de 10.900 metre derinlikte kanatlarını çırparken robotu tuttu. Araştırmacılar, bu testlerin, bu tür robotların gelecekte okyanusun en derin kısımlarının otonom bir şekilde keşfedilmesine yardımcı olabileceğini gösteriyor.

Derin deniz hendeklerinin, denizin dibine giden yolu bulan yosunlardan hayvan karkaslarına kadar organik materyalin bolluğu ile mutlu bir şekilde beslenen mikrobiyal yaşamla dolu olduğu biliniyor. Bu mikrobiyal aktivite, hendeklerin Dünya’nın karbon döngüsünde önemli bir rol oynayabileceğini ima ediyor ve bu da gezegenin iklimini düzenlemesiyle bağlantılı.

Gerringer, Challenger Deep’deki mikroplastiklerin keşfi, okyanusun dibinin bile o kadar da uzakta olmadığının tartışılmaz bir kanıtıdır, diyor Gerringer. “Daha aşağıda ne olduğunu bulamadan bu derin su sistemlerini etkiliyoruz. Gezegenimizin gerçekten bir parçası olan, görünüşte dünya dışı gibi görünen bu sistemleri birbirine bağlamaya yardımcı olma sorumluluğumuz var. “




Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir