لازم نیست داستان هزار و یکشب را خوانده باشید تا راجع به ” قالیچه پرنده ” یا “قالیچه جادویی” چیزی شنیده باشید ؛ قالیچه ای که صاحبش سوار بر آن به راحتی می توانست با سرعتی بالا ه هر جا که می خواست سفر کند . وسوسه ی داشتن چنین وسیله ای کاربردی و مفرحی ، در طول تاریخ همواره با آدمی بوده و در عالم خیال و در قالب داستان و افسانه ظهور کرده است اما آیا ممکن است روزی برسد که در عالم واقع بتوانیم شاهد چنین ابزاری باشیم ؟
واقعیت این است که از جنبه های تئوری و تا حدودی جنبه ی عملی ، امکان ساخت چنین وسیله ای وجود دارد . البته تا روزی که بتوان سوار بر قالیچه های پرنده به این سو و آن سو پرواز کرد. راه درازی باقی مانده است . شاید هم به دلیل مشکلات فنی موجود بر سر راه تحقق چنین آرزویی، هیچ گاه در عمل شاهدش نباشیم ، ضمن این که باید توجه داشت ساخت قالیچه ی پرنده حتی اگر روزی کاملا امکان پذیر هم شود، ممکن است چنان سنگین ، پر هزینه و غیر عملیاتی باشد که ارزش استفاده را نداشته باشد . در ادامه نگاهی کوتاه داریم به مهم ترین و قابل اعتماد ترین کارهایی که از جنبه های نظری و عملی درباره ی ساخت قالیچه ی پرنده انجام شده اند.
جنبه های تئوری فیزیک سفره ماهی
در سال ۲۰۰۷/۱۳۸۶، پروفسور ” لاکش مینا رایانان ماهادوان” (Lakshminarayanan Mahadevan)، استاد دانشگاه هاروارد و صاحب کرسی ریاضیات کاربردی و زیست شناسی این دانشگاه ، مقاله ای را همراه با همکارانش در مجله ی “Review Letters” چاپ کردند که نشان می داد از نظر قوانین فیزیکی، ساخت قالیچه ی پرنده امکان پذیر است. آن ها با استفاده از نظریه ی “روان سازی” (Lubricating Theory)، معادلات حاکم بر دینامیک حرکت ورقه ی انعطاف پذیر غوطه ور درون سیال و نزدیک به دیواره های صلب را استخراج کردند . این معادلات نشان می داد به ازای مقادیر مشخصی از پارامتر های حاکم بر مساله، ورقه می تواند بدون هیچ کمکی در سیال شناور بماند .
به زبان ساده، اگر به شکل مناسب اقدام به لرزاندن و نوسان ورقه کنید (شبیه حرکت باله های سفره ماهی برای حرکت در اقیانوس)، می توانید ورقه را به پرواز در آورید ، براساس محاسبات آن ها (برای حالت ساده شده ی دو بعدی )، اگر یک ورقه ی ۱۰ سانتی متری با ضخامت یک دهم میلی متر و بسامد ۱۰ هرتز تحت نوسان قرار گیرد ، می تواند در هوا شناور مانده و با سرعت ۰٫۳ متر بر ثانیه به جلو حرکت کند.
از نظر تئوری و هم چنین فناوری، چنین یافته ای ساخت قالیچه ی پرنده را در حوزه ی ” امکان پذیری” قرار می دهد، اما خبر بد این جاست که ساخت فرشی بزرگ که بتوان روی آن سوار شد ، به موتوری قدرتمند نیاز دارد که محاسبات و مقیاس سازی اش، نشان می دهد قالیچه پرنده برای حداقل هزار سال آینده ،کما کان در حوزه ی ” جادو و خیال ” باقی خواهد ماند .
جنبه های عملی قالیچه پرنده پرینستون
در سال ۲۰۱۱/۱۳۹۰، گروهی از محققان دانشگاه پرینستون به رهبری ” نواه جافریس”(Noah Jafferis) و تحت راهنمایی پروفسور “جیمز اشتورم”(James Sturm)، موفق شدند مدل مینیاتوری فرش مانند پرنده ای را بسازند که با استفاده از “انرژی موجی” حرکت می کرد . انرژی موجی(Ripple Power) به پدیده ای گفته می شود که طی آن ، امواج الکترو مغناطیسی ناشی از جریانات الکتریکی ، باعث رانش هوای زیر جسم شده و آن را به سمت جلو حرکت می دهند ، دقیقا مشابه پدیده ای که برای جسم شناور روی آب اتفاق می افتد و در اثر تکان های امواج ، روی آب حرکت و پیش رانده می شود . با استفاده از ابزاری که با ایجاد جریان الکتریسیته ، باعث شکل گیری این امواج در هوا می شد ، گروه توانست ورقه ی پلاستیکی نازک ۱۰ سانتی متری را روی یک سطح افقی شناور کرده و به حرکت در آورد اما مشکل این جاست که در حال حاضر ، این فناوری عملیاتی نیست . برای شناور سازی و به حرکت در آوردن همین ورقه کوچک (آن هم در فاصله کوتاه در آزمایشگاه )، گروه حدود دو سال وقت صف کرد تا با استفاده از آرایه هایی پیچیده از حسگر ها ، تنظیمات دقیق لازم را انجام دهد . هم چنین کنترل ورقه بسیار دشوار است و باید آن را در ارتفاعی نزدیک به زمین نگه داشت تا جریان های هوایی بتوانند به خوبی کار کنند . سرعت حرکت ورقه نیز حدود یک سانتی متر بر ثانیه بود . این آزمایش را می توان با افزایش سرعت به یک متر بر ثانیه و استفاده از منبع قدرت خورشیدی به جای باتری (جهت سبک تر کردن دستگاه ) ارتقا داد، اما از آن جایی که نمونه ی تک نفره ی آن برای جابه جایی انسان ، به سلولی خورشیدی با طول پنجاه متر نیاز دارد (که خیلی سنگین خواهد بود ) دست کم به این زودی ها نمی توانیم روی این فناوری برای ساخت قالیچه ی پرنده حساب کنیم ./مجله دانستنیها
نوشته تکنولوژی امروزه می تواند قالیچه پرنده بسازد ؟ اولین بار در نیو حرف سایت جامع آموزشی پدیدار شد.
