سوئیس پهپادی ساخت که مثل کلاغ راه می رود و پرواز می کند! (+فیلم و عکس)

عصر ایران - تصور کنید پهپادی بتواند پس از فرود روی زمین راه برود، از روی موانع بپرد و بدون نیاز به پرتاب دستی یا باند پرواز، دوباره به هوا بلند شود. این ایده که بیشتر به رفتار پرندگان شباهت دارد تا پهپادهای معمولی، در پروژه ای به نام «ریون» (RAVEN) به واقعیت نزدیک شده است. پژوهشگران موسسه فناوری فدرال لوزان سوئیس (EPFL) با الهام از حرکت کلاغ ها و سایر پرندگان، پهپادی ساخته اند که افزون بر پرواز، از پاهای رباتیک برای حرکت روی زمین و برخاستن به کمک پرش استفاده می کند.

این پهپاد که در دسامبر 2024 معرفی شد، نمونه ای از تلاش مهندسان برای عبور از محدودیت های طراحی پهپادهای بال ثابت و توسعه ربات های پرنده ای است که بتوانند در محیط های پیچیده و غیرقابل پیش بینی فعالیت کنند.

الهام از کلاغ ها؛ وقتی پهپاد به پاهای رباتیک مجهز می شود

نام ریون (RAVEN) مخفف عبارت Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple Environments و به معنای وسیله رباتیک پرنده با الهام از پرندگان برای محیط های مختلف است. ایده اصلی طراحی آن از پرندگانی مانند کلاغ و غراب گرفته شده است؛ پرندگانی که می توانند به راحتی بین راه رفتن، پریدن و پرواز جا به جا شوند.

وون دونگ شین، پژوهشگر آزمایشگاه سیستم های هوشمند EPFL، هنگام طراحی این پهپاد رفتار کلاغ هایی را که در محوطه دانشگاه حرکت می کردند، به دقت مشاهده کرد. نتیجه این مطالعات، ساخت دو پای رباتیک چندمنظوره بود که به پهپاد اجازه می دهند روی زمین راه برود، از شکاف ها عبور کند، روی سطوح مرتفع بپرد و در نهایت با یک جهش قدرتمند از زمین جدا شود.

ریون برخلاف بسیاری از پهپادهای چندملخه، از طراحی بال ثابت استفاده می کند. چنین ساختاری معمولا برای پروازهای طولانی و پیمودن مسافت های بیشتر از نظر مصرف انرژی مناسب تر است، اما برخاستن از زمین در آن به مراتب دشوارتر است. پهپادهای بال ثابت کوچک اغلب باید با دست به هوا پرتاب شوند و نمونه های بزرگ تر نیز معمولا به باند یا تجهیزات پرتاب نیاز دارند. پاهای رباتیک ریون برای برطرف کردن همین محدودیت طراحی شده اند.

پاهایی با عملکردی شبیه تاندون و عضلات پرندگان

یکی از مهم ترین ویژگی های این پهپاد، طراحی خاص پاها و مفاصل آن است. مهندسان برای ایجاد تعادل میان استحکام، قابلیت حرکت و وزن، از ترکیب موتورهای کوچک، فنرها و مفاصل انعطاف پذیر استفاده کرده اند.

این ساختار تا حدی عملکرد تاندون ها و عضلات پرندگان را تقلید می کند. فنرها می توانند انرژی مکانیکی را ذخیره و هنگام حرکت آزاد کنند و مفاصل انعطاف پذیر پا نیز امکان تغییر وضعیت و اجرای حرکت های مختلف را فراهم می کنند.

در طراحی این سیستم تلاش شده است قطعات سنگین تر تا حد امکان نزدیک به بدنه قرار بگیرند تا توزیع وزن پهپاد بهینه باقی بماند. همچنین پنجه های آن از دو بخش مفصلی تشکیل شده اند و یک اتصال الاستیک غیرفعال به آن ها کمک می کند در وضعیت های مختلف، از راه رفتن گرفته تا پریدن، عملکرد مناسبی داشته باشند.

وزن کل ریون حدود 620 گرم است؛ رقمی که با توجه به وجود دو پای مکانیکی، موتورها و سازوکارهای حرکتی، اهمیت زیادی در طراحی آن دارد.

پرش 26 سانتی متری و برخاستن بدون نیاز به باند

توانایی ریون تنها به راه رفتن محدود نمی شود. این پهپاد می تواند از شکاف های موجود در مسیر عبور کند و حتی روی سکویی با ارتفاع 26 سانتی متر بپرد. چنین قابلیتی به آن اجازه می دهد در محیط هایی حرکت کند که برای پهپادهای معمولی با موانع و محدودیت های زیادی همراه هستند.

اما جذاب ترین بخش عملکرد آن، روش برخاستن از زمین است. در آزمایش های پژوهشگران، چند روش مختلف برای شروع پرواز بررسی شد؛ از جمله برخاستن از حالت ایستاده، سقوط کنترل شده و پرش.

نتایج نشان داد که پرش می تواند انرژی جنبشی ناشی از سرعت و انرژی پتانسیل حاصل از افزایش ارتفاع را به شکل موثری برای شروع پرواز ترکیب کند. به بیان ساده، پهپاد ابتدا با کمک پاهای خود یک جهش رو به جلو و بالا انجام می دهد و سپس نیروی پیشران و بال های ثابت آن را وارد مرحله پرواز می کنند.

این روش به ویژه در مکان هایی که فضای کافی برای برخاستن وجود ندارد، اهمیت پیدا می کند و می تواند نیاز به تجهیزات پرتاب یا دخالت انسان را کاهش دهد.

کاربردهای احتمالی؛ از عملیات امداد تا بازرسی مناطق دشوار

قابلیت حرکت زمینی در کنار پرواز می تواند دامنه کاربرد پهپادها را به شکل قابل توجهی گسترش دهد. به عنوان نمونه، یک پهپاد بال ثابت معمولی ممکن است برای برخاستن به سطحی صاف یا تجهیزات کمکی نیاز داشته باشد؛ اما نمونه ای مانند ریون می تواند روی زمین های ناهموار حرکت کند، از موانع کوچک عبور کند و از نقطه ای محدود به پرواز درآید.

از کاربردهای احتمالی این فناوری می توان به بازرسی زیرساخت ها، بررسی مناطق آسیب دیده پس از بلایای طبیعی، عملیات امداد و نجات و انتقال محموله های کوچک در محیط های محدود اشاره کرد.

البته ریون هنوز یک نمونه پژوهشی است و نباید آن را پهپادی عملیاتی و آماده استفاده تجاری یا امدادی دانست. یکی از چالش های مهم این پروژه، فرود ایمن روی سطوح و محیط های متنوع است. پژوهشگران EPFL اعلام کرده اند که بهبود طراحی و کنترل پاها برای تسهیل فرود در شرایط مختلف، بخشی از مسیر توسعه این فناوری خواهد بود.

ریون پایان راه نیست؛ نسل تازه ای از ربات های پرنده

اهمیت ریون تنها در ساخت پهپادی با پاهای مکانیکی خلاصه نمی شود؛ این پروژه نشان می دهد که ترکیب حرکت زمینی و هوایی می تواند راه تازه ای برای طراحی ربات های خودمختار ایجاد کند.

این مسیر تحقیقاتی در سال 2025 نیز با پژوهش های دانشگاهی مرتبط با طراحی ربات های چندحالته الهام گرفته از پرندگان ادامه پیدا کرد. در این مطالعات، سازوکارهای کشسان و سیستم های مبتنی بر محرک واحد برای ترکیب حرکت زمینی و پرواز بررسی شدند.

همچنین در ژانویه 2026، مقاله ای در نشریه npj Robotics از توسعه یک پرنده رباتیک بال زن خبر داد که با سازوکار پرش می تواند بدون کمک انسان از زمین بلند شود، فرود بیاید و برای پرواز بعدی آماده شود. این طرح با ریون متفاوت است، اما نشان می دهد ایده برخاستن با کمک پاها همچنان یکی از مسیرهای مورد توجه در رباتیک پرنده است.

در مجموع، ریون را می توان گامی جالب در نزدیک تر کردن پهپادها به توانایی های حرکتی پرندگان دانست؛ ماشین پرنده ای که به جای تکیه صرف بر ملخ و بال، از پاهای خود نیز برای عبور از محیط و شروع پرواز استفاده می کند. اگر محدودیت های مربوط به فرود، دوام مکانیکی و کنترل حرکات آن برطرف شوند، چنین طراحی هایی می توانند در آینده نقش مهمی در توسعه پهپادهای خودمختار و چندمنظوره داشته باشند.

تنظیم و ترجمه: محمدمهدی حیدرپور

ثبت تصویر کم‌نظیر از پرواز هما در آسمان طالقان

بیشتر بخوانید:

پهپاد گنجشکی؛ جاسوس جدید چین(+فیلم و عکس)

تماشاخانه

ساعت آبی مسجد همت؛ ساعتی مدرن با پیشینه‌ای هزاران ساله / شبیه ساعت جاری زمان در برلین و در مرکز خرید اروپا

سارا برومند و دخترانی که هرگز به خانه نرسیدند

فیلم های دیگر