جدول المحتويات[يخفي][يعرض]
ما الذي يتبادر إلى الذهن عندما تسمع كلمة "الروبوتات"؟ يتصور معظم الناس آلة معدنية تعمل بالكهرباء. بينما يتم إجراء العديد من التطورات لتحقيق أنواع الروبوتات الشائعة في الخيال العلمي ، هناك فرع آخر من الروبوتات قد يفاجئك.
شهدت السنوات القليلة الماضية زيادة في الاهتمام بالروبوتات اللينة البدن. يمكن تحقيق هذه الأنواع من الروبوتات بطرق مختلفة. ومع ذلك ، فإن الموضوع المشترك هو استخدام المواد المرنة لإنشاء روبوتات آمنة وقابلة للتكيف في مجموعة متنوعة من السياقات.
غالبًا ما تكون الروبوتات التقليدية الصلبة ، مثل ما قد تجده في مصنع شبه آلي ، غير مناسبة تمامًا لبيئات معينة. تعتمد هذه الأنواع من الروبوتات عادةً على حركات وخوارزميات دقيقة لمنع الاصطدامات. قد تجعل المواد المستخدمة أيضًا خطرة عند استخدامها بالقرب من البشر.
هناك العديد من المعامل البحثية في جميع أنحاء العالم التي تحاول إنشاء روبوت مثالي للأجسام الرخوة.
في هذه المدونة ، سوف نلقي نظرة على التطور الأخير من الجامعة الصينية في هونغ كونغ - ما يسمى بالروبوت المغناطيسي اللزج. سنستكشف أيضًا التطبيقات العملية للتكنولوجيا الجديدة وقيودها الحالية.
ما هي Soft Robotics؟
الروبوتات اللينة هي حقل فرعي من الروبوتات التي تهدف إلى تصميم وتطوير الروبوتات التي تتكون من مواد متوافقة.
ماذا نعني بالامتثال؟ يشير مصطلح "متوافق" في الهندسة الميكانيكية إلى نوع من الآليات التي تحقق الحركة من خلال التشوه المرن. هذا على عكس الأجسام الصلبة النموذجية التي قد تراها في الروبوتات الحالية.
في حين أن العديد من الروبوتات ذات الأجسام الصلبة تستخدم مكونات ناعمة بشكل استراتيجي ، فإن البحث في الروبوتات اللينة يهدف عمومًا إلى آلة ناعمة تمامًا.
قد تتساءل كيف يتحرك الروبوت الناعم. كان على الباحثين ابتكار طرق جديدة للتحكم في الروبوتات اللينة بدون الإطار المعدني الشائع في العديد من الروبوتات الجامدة.
يستخدم بعض الباحثين القوة الكهروستاتيكية لتغيير شكل المواد. تستخدم الروبوتات اللينة الأخرى بوليمرات خاصة يمكنها تغيير الشكل عند إدخال الحرارة إلى المادة. ستتذكر هذه المواد شكلها الأصلي حتى بعد تغيرات كثيرة في درجات الحرارة.
باستخدام التشغيل المغناطيسي
نظر الباحثون أيضًا في إنشاء روبوتات ناعمة يتم تشغيلها مغناطيسيًا. باحثون من جامعة هونغ كونغ الصينية هم رواد أ شكل جديد من الروبوتات الرخوة التي تستخدم المغناطيس للتحكم في روبوت "الوحل" غير النيوتوني القائم على السوائل.
حاول الباحثون استخدام نوع مختلف من المواد من بحث سابق على روبوتات مغناطيسية ناعمة الجسم.
استخدمت الأبحاث السابقة السيليكون أو السوائل الممغنطة التي جاءت مع حدودها. تتمتع الروبوتات اللينة القائمة على المطاط الصناعي أو السيليكون بإمكانية تشوه محدودة بينما تم اعتبار الموائع الممغنطة غير مستقرة للغاية بالنسبة للعديد من حالات الاستخدام.
ابتكر باحثو هونج كونج مادة لزجة مصنوعة من خليط من كحول البولي فينيل (PVA) والبوراكس. مختلطة في السائل هي جزيئات مغناطيسية صغيرة سمحت للباحثين بمعالجة السائل باستخدام مجال مغناطيسي.
كان للسائل غير النيوتوني خصائص ذاتية الشفاء تسمح للروبوت بالاتصال بأجزاء منفصلة أخرى والاندماج في الكل.
التطبيقات والقيود
لقد أدت قدرة الروبوت على التنقل عبر القنوات الضيقة إلى بعض الإمكانات تطبيقات في مجال الرعاية الصحية.
على سبيل المثال ، يمكن أن يبتلع الإنسان الإنسان الآلي اللزج ويستخدمه لاستخراج الأشياء الضارة دون استخدام الجراحة.
أظهر الباحثون أيضًا في ورقتهم أن السائل المستخدم موصل أيضًا. هذا يعني أن الوحل المغناطيسي يمكن أن يعمل كمفتاح للدائرة وربما كوسيلة لإصلاح الدوائر التالفة.
يمكن أن يعمل اللزج المغناطيسي كجهاز استشعار للحركة يمكنه التكيف مع الانحناء والبيئات الميكانيكية الديناميكية.
في حين أن كل هذه التطبيقات واعدة ، لا تزال مقترحات في أحسن الأحوال ، وسيتعين إجراء المزيد من الأبحاث لتحسين أداء الروبوت الوحل.
لاحظ الباحثون أن السلايم نفسه سام وغير مناسب حاليًا للاستخدام في جسم الإنسان. الجسيمات المغناطيسية التي تتحكم في الوحل تجعل الروبوت اللزج سامًا. احتاج الباحثون إلى إضافة طبقة من طلاء السيليكا لجعل السلايم آمنًا للاستخدام.
وفي الختام
لا يزال مجال الروبوتات اللينة جديدًا نسبيًا ، ولكنه يظهر بالفعل الكثير من الأمل. يمكن أن يؤدي الاستخدام المحتمل للروبوتات الرخوة في التطبيقات الطبية والجراحية إلى إنقاذ المزيد من الأرواح. يمكن أن تساعد فكرة الروبوتات اللينة القابلة للارتداء الأشخاص ذوي الإعاقة.
لقد اندهشت حتى أن علماء ناسا قد بدأوا في ذلك تطوير روبوتات رخوة الجسم لمساعدة رواد الفضاء على البقاء بأمان أثناء المدار.
نأمل أن تفتح المزيد من الأبحاث الإمكانات الكاملة للروبوتات الرخوة في عالم يضع فيه البشر ثقة أكبر في الآلات.
ما رأيك في مستقبل الروبوتات اللينة؟
اترك تعليق