Sırp bilim insanları, bir flaşanın ağzına üflediğinizde oluşan sesi duyduğunuz gibi bir prensibi kullanarak ses dalgaları ile çalışan küçük robotlar, yani mikro dronlar geliştirdiler.
Bu mikro dronlar sadece sesle hareket ediyor. Uygun frekanslı bir ses kaynağına maruz kaldıklarında, yapılarına entegre edilmiş boş odaların rezonans yapması ve hava akımı oluşturmasıyla ileriye doğru itme gücü elde ediyorlar. Bu itme gücü, küçük bir tekneyi hareket ettirmek veya mikro dronu yerden kaldırmak için yeterli oluyor.
Bu teknoloji, Alman fizikçi Herman von Helmholtz tarafından 1856 yılında ilk kez keşfedilen Helmholtz rezonansı fenomenine dayanıyor. Helmholtz o dönemde müzik aletlerini ayarlama yöntemleri üzerinde çalışırken, bir kabın içindeki hava moleküllerinin rezonans yaparak zayıf bir hava akımı oluşturduğunu gözlemlemişti.
Bilim insanları şimdi bu prensibi makinelerin hareketini sağlamak için kullanmaya çalışıyorlar. EPFL'de makine mühendisliği profesörü Selman Sakar, "Müzik aletlerindeki ses dalgalarıyla oluşan hava akımı çok zayıf olur. Ancak basıncı artırırsak, bu hava akımı önemli bir güç haline gelebilir ve makinelerin hareket etmesini sağlayabilir" dedi.
Araştırmacılar ayrıca Helmholtz rezonatörlerinin boyutunu küçülterek elde edilen bir avantaj olduğunu da belirtiyorlar. Rezonatörlerin boyutu küçüldükçe, aktif hale gelmeleri için gereken frekans ultrazvüle doğru kayıyor. Bu da sesin insan kulağı tarafından duyulmayacak kadar yüksek frekansta olmasını ve daha hassas bir şekilde yönlendirilebilmesini sağlar. Sakar'a göre, aynı gücü üretmek için kullanılan büyük rezonatörler, insanlar için rahatsız edici veya hatta zararlı olabilecek ses seviyesinde çalışır.
Bu sıra dışı cihazları oluşturmak için araştırmacılar iki foton kullanarak 3D yazdırma tekniği kullandılar. İlk olarak, Helmholtz denklemlerine dayalı boş yapıları tasarladılar ve ardından bunları laboratuvar ortamında ve bilgisayar simülasyonlarıyla test ettiler. Sonuçlar, rezonatörlerin tahmin edilen şekilde itme gücü ürettiğini gösterdi.
Araştırmacılar bu mikro dronların farklı boyutlarda ve şekillerde üretilmesini sağlayarak çeşitli uygulamalar için potansiyel sunduğunu belirtiyorlar. Örneğin, küçük nesneleri hava içinde hassas bir şekilde hareket ettirmek veya manipüle etmek için kullanılabilirler. Ayrıca, yumuşak ve esnek yüzeylerin oluşturulması için de kullanılabilirler. Bu yüzeyler belirli frekanslarda titreşerek şekillerini değiştirebilirler.
Bu tür bir teknoloji, biomedisinde de kullanılabilecek potansiyele sahip. Örneğin, kalp stentleri gibi tıbbi cihazların geliştirilmesinde kullanılabilir. Ancak araştırmacılar şu anda bu teknolojinin henüz geniş ölçekli uygulamaya hazır olmadığını belirtiyorlar. Gelecek araştırmalar, daha pratik tasarımlar, kontrol ve navigasyon sistemleri üzerinde odaklanarak bu mikro dronların potansiyelini daha da artırmaya yönelik olacaktır.
Bu araştırma 12 Ağustos tarihinde "Science Advances" adlı bilim dergisinde yayınlandı. Araştırmayı yürüten ekip, İsviçre'deki Federal Teknoloji Enstitüsü (EPFL) bünyesinde çalışıyor.
