Boş bir şişeye üflediğinizde duyduğunuz o tanıdık sesi duymayı biliyorsunuz. Şimdi mühendisler, aynı prensibi kullanarak, üzerinde tek bir motor bile olmayan minik robotları çalıştırmanın yolunu buldu.
Bu yeni cihazlar tamamen sese dayalı olarak çalışıyor. Doğru frekansta bir ses hedeflendiğinde, yapılarının içindeki boş odacıklar rezonansa girerek havayı dışarı itiyor ve bu da küçük bir tekneyi yönlendirmek veya minik bir robotu yerden kaldırmak için yeterli itme kuvveti yaratabiliyor.
Bilim insanları, geliştirdikleri yeniliği, 12 Ağustos’ta yayınlanan ‘Science Advances’ dergisindeki bir çalışmada detaylandırdılar. https://doi.org/10.1126/sciadv.aef5620
İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü (EPFL) bünyesinde bulunan mekanik mühendisliği bölümünde doçent olan ve çalışmanın ortak yazarı olan Sakar, “Müzik aletleriyle yapıldığında çok güçlü değil çünkü basınç düşük,” dedi. “Ama eğer basıncı artırırsanız, o zaman o jetin önemli bir kuvvet oluşturabileceğini fark edersiniz… bu kuvvet, makinelerde kullanılabilir hale gelebilir” şeklinde konuştu.
Araştırmacılar, Helmholtz’un rezonatörlerini küçültmenin, gerekli frekansı insan kulağının duyamayacağı seviyeye düşüreceğini ve bunun da sesin daha hassas bir şekilde odaklanmasını sağlayacağını fark ettiler. Aynı kuvveti üreten daha büyük versiyonların çalışması için hem rahatsız edici hem de potansiyel olarak zararlı olan yüksek sesli bir sese ihtiyaç duyulacaktı.
Araştırmacılar, “iki-foton baskı” adı verilen özel bir 3D baskı tekniği kullanarak, Helmholtz’un orijinal denklemlerine dayalı boş yapıları oluşturdu ve laboratuvar testleri ile bilgisayar simülasyonları yaparak, beklenen itme kuvvetini ürettiklerini doğruladılar.
Teknolojinin geleneksel güç üretim yöntemlerine göre avantajı, son derece küçük ölçeklerde üretilebilmesidir. Geleneksel motorların, mıknatıslar, bobinler ve şaftlar gibi fiziksel bileşenlere ihtiyaç duyduğu için minyatürleştirme konusunda temel bir sınırlama bulunmaktadır. Bu rezonatörler sadece hassas şekilde şekillendirilmiş boş odacıklar olduğu için, potansiyel olarak ne kadar küçük olabilecekleri konusunda herhangi bir sınırlama bulunmamaktadır.
Araştırmacılar, çalışmada aynı prensibin, temassız olarak küçük nesnelerin havada döndürülmesi ve manipüle edilmesi veya belirli bir frekansı “duyduğunda” bükülüp şekil değiştirebilen yumuşak yüzeylerin oluşturulması gibi uygulamalar için de kullanılabileceğini belirtiyorlar.
Şu anda bu çalışma, araştırmacıların üzerine inşa edebilecekleri bir temel oluşturuyor. Sakar, “Bu makale, tasarım prensiplerini ortaya koyma açısından önemli,” diyerek, gelecekteki çalışmaların daha uygulanabilir tasarımlara, kontrol sistemlerine veya navigasyon konularına odaklanabileceğini ekledi.
