قام الأستاذ المساعد في كلية الهندسة الميكانيكية والفضائية وهندسة التصنيع بجامعة كونيتيكت، Mihai “Mishu” Duduta، وفريقه من الطلاب الخريجين بنشر بحث في عدد يوليو من مجلة npj Robotics، حيث قدموا نظام روبوت ناعم بالكامل يُدعى RoboNautilus، مما يجلب اختراقًا مبتكرًا في مجال الدفع تحت الماء.

يستمد RoboNautilus إلهامه من آلية الدفع النفاث للحيوانات الرأسقدمية. تعتبر الحيوانات الرأسقدمية السباحين الطبيعيين الوحيدين الذين يستخدمون الدفع النفاث النبضي، حيث تعتمد على تمدد وانقباض إيقاعي لغشاء الرداء الناعم لامتصاص الماء وطرده بقوة، مما يحقق حركة فعالة وسريعة. ومع ذلك، بسبب قيود المشغلات الناعمة، كان من الصعب إعادة إنتاج هذه الآلية في التكنولوجيا الروبوتية، حيث تعتمد معظم الحلول على محركات صلبة أو أنظمة هيدروليكية ثقيلة.

يخترق RoboNautilus التقاليد، حيث يُعد روبوتًا تحت مائيًا متكاملًا ومستقلًا بالكامل. يستخدم مشغلات إلاستومر عازلة متعددة الطبقات (DEA) لدفع تدفق الماء عبر أنبوب سحب ناعم، حيث يتشوه المشغل الصلب تحت الجهد العالي دون الحاجة إلى مكونات صلبة، مما يجمع بين قوة التحكم والكفاءة والتصميم المدمج. يتم طباعة غلاف الروبوت ثلاثي الأبعاد، مستوحى من تصميم Nautilus belauensis، مع إعادة تشكيل الغرفة الداخلية لاستيعاب المعدات الإلكترونية والفقاعات الهوائية، مما يحقق الطفو والتصحيح التلقائي السلبي؛ كما تم تركيب غشاء DEA ناعم عند فوهة الإخراج الأمامية، والذي يتمدد وينقبض دوريًا عند التيار الكهربائي لامتصاص وطرد الماء لتوليد الدفع.

من الجدير بالذكر أن تصميم الروبوت مستوحى أيضًا من التاريخ ارتباطًا وثيقًا. يأتي الإلهام من أول غواصة نووية تم بناؤها في ولاية كونيتيكت عام 1955 – USS Nautilus، حيث يحمل البروفيسور Duduta احترامًا عميقًا للأدميرال البحري Hyman Rickover الذي قاد بناء “Nautilus”، ويستمد معرفة القيادة وبناء الفريق من تعاليمه.

بالإضافة إلى قوة الدفع المتميزة، يتمتع RoboNautilus بإمكانيات هائلة في مراقبة البيئة. مجهز بكاميرا مدمجة ومستشعرات لدرجة الحرارة والملوحة للاختبارات في المياه الضحلة، يمكنه جمع بيانات حاسمة في النظم البيئية البحرية الهشة دون التدخل في الكائنات المحيطة، وهو ميزة كبيرة مقارنة بالروبوتات الصلبة.

في المستقبل، سيستمر RoboNautilus في التكرار والترقية، وقد يدمج دفع المتجهات والملاحة الذاتية ووظائف استشعار أكثر تقدمًا. بفضل مواد ناعمة، وطاقة محمولة، وحركة نفاثة هادئة، يفتح اتجاهًا جديدًا لكاشفات تحت مائية منخفضة التأثير في مجالات البحث والمراقبة والحماية.