ساخت روبات زیر دریایی - جلسه اول
درجه سختی: دشوار
زمان مورد نیاز: 6 الی 10 روز
در دسترس بودن مواد: برای ساختن یک ربات زیر دریایی شما یک موتور و پروانه مدل قایق نیاز دارید، برای جزییات بیشتر به بخش مواد لازم مراجعه کنید.
ایمنی: در ساخت ربات زیردریایی به چسب و اپوکسی ضدآب نیاز دارید بنابراین ساخت را جایی انجام دهید که سیستم تهویه مناسبی داسته باشد. اگر به لاتکس آلرژی دارید، با نهایت احتیاط با بالون تمرین کنید و از دوستتان درخواست کمک کنید. مواظب باشید که انگشتانتان در نزدیکی چرخش پروانه موتور قرار نگیرد. این ربات را در آب شور امتحان نکنید.
خلاصه: موجودات عجیب و غریب زیادی در اقیانوس ها زندگی می کنند، آیا دانشمندان می توانند به راحتی در زیر آب به بررسی این موجودات بپردازند؟ یک راه آسان استفاده از ربات های زیر دریایی است. ربات های زیردریایی قادرند داده هایی را ثبت کنند که جمع آوری آن ها برای دانشمندان بسیار دشوار است. اما این ربات ها چه نوع رباتی هستند و چگونه ساخته می شوند؟ در این پروژه مهندسی رباتیک با ساخت ربات زیردریایی آشنا خواهید شد و ربات زیردریایی را تست خواهید کرد.
هدف: ساخت ربات زیردریایی ساده
مقدمه:
اقیانوس به پنج منطقه تقسیم می شود، این مناطق از همه طرف 11000 متر از سطح آب فاصله دارند. در آن جا هیچ نوری وجود ندارد و فشار آب به حدی بالاست که می تواند یک ماشین را نابود کند. البته در این اعماق شدید نور بسیار کمی وجود دارد، این مناطق محل زندگی موجودات عجیب و غریب و جذاب جهان است.
حیواناتی مانند ماهی بدذات (viperfish)، ماهی دم موش (rat-tailed fish)، و isopods غول پیکر، در شکل زیر نشان داده شده است. دانشمندان با مطالعه و بررسی این موجودات توانسته اند به کشف های بزرگی دست پیدا کنند. اما مناطقی که این موجودات زندگی می کنند، خیلی سرد و تاریک است و فشار بیش از حد بالاست، پس دانشمندان چگونه اطلاعات این موجودات را جمع آوری می کنند؟ بله دانشمندان این کار سخت را با کمک ربات های زیردریایی انجام می دهند.
اما ربات ها چه هستند و چطور به ما کمک می کنند؟
ربات ها ماشین هایی هستند که اغلب برای انجام کارهای خسته کننده، تکراری و خطرناک ساخته می شوند مانند تشخیص نشت در خط لوله ی گاز یا خنثی کردن مین های زمینی. ربات ها می توانند در محیط های خشن مانند اقیانوس یا هوا که برای انسان خطرناک است، کار کنند. یک نمونه از ربات های فضایی، ربات مریخ نورد است که به سیاره مریخ رفت و اطلاعات زیادی را برای دانشمندان جمع آوری کرد. یک نمونه از ربات های اقیانوسی هم ربات زیردریایی تیتیس است که توسط موسسه تحقیقات آکواریوم خلیج مانتری ساخته شده است. این ربات طوری طراحی شده است که با دنبال کردن موجودات دریایی، خواص فیزیکی و شیمیایی اطراف آن ها را ثبت می کند.
دو نوع ربات زیردریایی وجود دارد: ربات های کنترل از راه دور (ROV) و ربات های هوشمند (AUV). ربات های ROV با یک کابل به کشتی وصل می شود تا بتوانیم آن را از راه دور کنترل کنیم، شکل زیر یک ربات کنترل از راه دور را نشان می دهد. ربات های AUV توسط کامپیوتری که در درونشان تعبیه می شود، کنتّرل می شوند و می توانند بدون ارتباط با اتصال به سطح آب کار انجام دهند. با توجه به این که هر دو نوع رباتی دارای تجهیزات الکترونیکی است، بنابراین لازم است که ضد آب، طراحی شود. به این معنی که آب نتواند به تجهیزات الکترونیکی آسیب برساند، یعنی باید پوششی برای ربات در نظر بگیریم که آب در آن نفوذ نکند.
شکل 4: ربات ROV که 7.2 متر طول، 3.3 متر ارتفاع و 2.5 متر عرض دارد و می تواند تا عمق بیش از 900 متر را کشف کند.
توجه کنید که دانشمندی در حوزه اکریلیک نشسته است. (عکس از: سازمان ملی اقیانوسی و جوی [NOAA])
در این پروژه مهندسی رباتیک، شما یک ربات زیر دریایی ROV، می سازید که با استفاده از یک موتور، پروانه، و لباس آویز پلاستیکی حرکت بالا و پایین انجام می دهد. قبل از شروع پروژه شما باید بدانید که چطور و کجا ربات را تست کنید، آن را در استخر شنا یا در ظرف بزرگ حاوی آب تست می کنید؟ (توجه کنید که تست آن در آب شور خطرناک است). اگر آن را در ظرف آب تست می کنید، مطمئن شوید که عمق ظرف به اندازه کافی جهت نگهداری لباس آویز زیاد باشد. چون موتور یک قطعه الکتریکی است می بایست با پوشش آن با استفاده از بالن، خاصیت ضدآب به آن بدهید. مطمئن شوید که لبه های بالن به سطح موتور چسبیده است. بعد از قرار دادن این قطعات شما یک ربات سرد دارید که در زیر آب کار می کند که با آن می توانید سرگرمی های جالبی را تجربه کنید.
بخش پروژه های دانش آموزی تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی
مطالب مرتبط:
ساخت ربات زیردریایی - جلسه اول
ساخت ربات زیردریایی - جلسه دوم
