חוג הסילון

מאת: אופיר מרום

רובוט מפגין יכולת תאוצה מרשימה מתחת למים, כחיקוי לשיטת התנועה של תמנונים ודיונונים.

 רוב שוכני הים השייכים לקבוצות הסילוניות, כמו דיונונים ותמנונים, יכולים לנוע באמצעות מילוי גופם במים ושחרורם במהירות ליצירת סילון שדוחף אותם. שיטת הנעה זו השתמרה אצל הסילוניות במשך מאות מיליוני שנים, והיא מאפשרת להאיץ מתחת למים באופן שאין שני לו בעולם החי. לרוב בעלי חיים הימיים המהירים צורה הידרודינמית, הם דקים ואלגנטיים, והם נעים במים ע"י הזזת סנפירים ביעילות אנרגטית גבוהה. לעומת זאת, תנועה ע"י שימוש בסילון המים פחות יעילה מבחינה אנרגטית. ואכן, רוב סוגי הסילוניות לא משתמשים בשיטה זו  בדרך קבע כדי לנוע, והם מעדיפים ליצור דחף ע"י תנועה של הזרועות.  ואולם, כאשר יש צורך לבצע תמרון מהיר - בדרך כלל כדי לצוד טרף או לברוח מלהפוך לאחד כזה - שיטה זו הופכת ליעילה ביותר.

 

בניסיון לחקות את מנגנון ההנעה הזה, בנתה קבוצה של מדענים מאוניברסיטת סאות'המפטון והמכון טכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) רובוט דמוי תמנון -  בעל שלד שהודפס במדפסת תלת ממד, ללא חלקים נעים וללא התקן אחסון אנרגיה אחר חוץ ממעטפת חיצונית אלסטית דקה. הרובוט, שאורכו 30 ס"מ, ממלא עצמו במים עד להימתחות המעטפת החיצונית, ואז משחרר אותם במהירות דרך בסיסו  לקבלת  כוח דחף והאצה יוצאים מן הכלל. הדבר דומה למה שקורה כשמנפחים בלון ולאחר מכן משחררים אותו לטוס סביב החדר. שלד הרובוט עשוי פוליקרבונט, ומעוצב כך שמעטפת הרובוט, שבתחילה התנועה היא נפוחה ובעלת התנגדות, נשארת הדוקה לאחר שהתרוקנה ממים וכך הרובוט יכול לנוע ביעילות בתוך המים כשהסנפירים בבסיסו מאפשרים לו לשמור על מסלול ישר.
הניסיונות מראים שהרובוט מסוגל להאיץ עד עשרה אורכי גוף בפחות משנייה. בבדיקות המעבדה האחרונות, הצליח הרובוט להאיץ ק"ג אחד של מטען עד למהירות של כ-10 קמ"ש בפחות משניה! הדבר דומה למכונית מיני-קופר עם מטען של 350 ק"ג המאיצה ממנוחה ל-100 קמ"ש בשנייה אחת - מתחת למים! ביצועים אלה חסרי תקדים עבור כלי רכב תת-ימי. ד"ר גבריאל ווימוט' (Gabriel Weymouth), חוקר בכיר בפרויקט אומר: "כלי שיט תת-ימיים נועדו להיות יעילים ככל האפשר, אך למעט טילי טורפדו, שמשתמשים בכמות עצומה של אנרגיה, אף אחד מכלי השיט האלה לא הצליח להשיג מהירות של יותר מאורך גוף אחד לשנייה, או תאוצה דומה, למרות מורכבות מכאנית משמעותית. גופים קשיחים תמיד מפסידים אנרגיה למים שמסביבם, אבל מצאנו שלמעשה ההתכווצות המהירה של גוף הרובוט משתמשת במים לצבור עוד אנרגיה להנעה".
החוקרים מעריכים שהגדלת ממדיו של הרובוט ישפרו את ביצועיו, ויאפשרו ליישם את תוצאות המחקר בפיתוח של כלי שיט תת-ימיים חדשים, שאולי בעתיד ישתוו במהירות, ביכולת התמרון וביעילות למקורות ההשראה שלהם מעולם החי.

 

מקור הידיעה