جلدٌ ذكي يمكّن الروبوتات من التسلّل داخل الشرايين أو محرّكات الطائرات

الروبوت يلتف عبر زوايا حادة تتجاوز مائة درجة

الشرق الاوسط / لندن: نسيم رمضان

في مختبرات جامعة كاليفورنيا بسان دييغو، طوّر فريق من المهندسين جلداً روبوتياً ناعماً يُمكن الروبوتات الصغيرة التي تتحرك عبر النمو أو الانقلاب الداخلي من التنقّل عبر بيئات معقّدة وهشة بكل دقة وأمان. بإمكان هذه التقنية أن تفتح آفاقاً جديدة في استكشاف الأجسام الدقيقة من داخل الشرايين إلى أروقة محرّكات الطائرات.

تم تزويد الروبوتات ذات القطر القليل للغاية (يتراوح بين 3 و7 ملليمترات وطول يصل إلى نحو 25 سنتيمتراً) بجلد روبوتي مرن مزود بمحركات دقيقة مصنوعة من مادة الإيلاستومر الكريستالي السائل (Liquid Crystal Elastomer)، موزعة بعناية عند نقاط استراتيجية على الجلد. عندما يتحكّم الباحثون بدرجة حرارة هذه المحركات وبتوازن الضغط داخل جسم الروبوت، يستطيع الروبوت أن يوجّه نفسه، ويكسر الزوايا، ويوازن نفسه ويحمِل الكاميرا لفحص ما حوله.

جلدٌ ذكيّ يتحرّك

أحد أبرز الاختبارات شملت تمرير روبوت خلال نموذج يُحاكي شرايين الإنسان، بما فيها الأبهر بشكله المعقّد، وعبر فجوات ضيقة جداً كانت أحياناً ضيقة أكثر من نصف قطر الروبوت نفسه. وبالتوازي، تمّ اختبار هذا الجلد المرن داخل نموذج لمحرك طائرة، حيث استطاع الروبوت أن يلتف ويتفحّص داخل هندسة المحرك المعقّدة.

ميزة هذا النظام تكمن في الدقة العالية للتحكّم. بدلاً من الاعتماد على المحركات الهوائية أو الأسلاك أو الأوتار كما في الروبوتات الأكبر، فقد دمج الباحثون الدفء، والضغط، والحرارة في جلد الروبوت ذاته كمحرك توجيه داخلي؛ لذا فإن هذا الجلد لا يُعتبر مجرد «غطاء»، بل هو جزء فاعل في النظام الحركي.

اختبارات الأداء أظهرت أن الروبوت يمكنه تنفيذ زوايا حادة تتجاوز مائة درجة على امتداد هيكله، والمرور عبر فجوات ضيقة، بل والتشبّث على الأسطح الدقيقة. كما تم تزويده بكاميرا داخلية تسمح بالتقاط صور للمناطق الداخلية لنموذج المحرك.

أما التحدي الأكبر فكان في تصميم الجلد الميكانيكي ليتناسب مع متطلبات البيئة الدقيقة أن يكون رقيقاً ولكن قوياً، بحيث لا يعيق التحرك أو يعيق دوران الروبوت وأن يتحمّل تكرار التمدد والضغط دون أن يتلف. أيضاً دمج مسخّنات صغيرة مرنة تحت المحركات التي ترفع درجة الحرارة بشكل محكوم لتفعيل الحركة. ويعمل الخبراء على جعل التقنية قادرة على تحمُّل التذبذب في الضغط الداخلي للروبوت دون انهيار الأداء.

آفاق تطوير مستقبلية

يسعى الباحثون إلى جعل الروبوتات تعمل بشكل ذاتي ومستقل أو تُحكّم عن بُعد، وتصغيرها أكثر بحيث تكون أصغر مما هي عليه الآن، مما يزيد إمكانيات دخولها إلى مساحات دقيقة جداً في أجسام الكائنات الحية أو الأجهزة الصناعية. هذه الروبوتات التي تنمو من طرفها (Everting Robots) بآلية أن الجلد الداخلي يدور خارجياً تدريجياً، تجعلها تشبه الكرمة التي تمتد وتتغلغل في الفراغ، قادرة على التوسع أثناء التنقل.

الفريق يراهن على أن هذه التقنية لن تقتصر على التطبيقات الطبية أو الصناعية فقط، بل يمكن تكييفها لتكون أذرعاً لينة في أدوات اللمس (Haptic Devices)، أو ملاقط ناعمة لالتقاط الأجسام الهشة، أو روبوتات ناعمة متحركة في بيئات صعبة.

ما نراه اليوم هو خطوة نحو مستقبلٍ تبدأ فيه الآلات الدقيقة بالتحرك بثقة وسط الأنسجة الحية أو المكونات الدقيقة في الآلات، دون أن تضرّها. هذا الجلد الذكي ليس فقط مكوّناً إضافياً بل قلب الحركة الدقيقة في الروبوتات الصغيرة. وإن نجحت الجهود في جعل هذا الجلد أكثر كفاءة واستقلالية، فقد نصل إلى عصر تكون فيه الروبوتات بما هي «جلد» أصغر من شعرة تكتشف عيوباً داخل المعدّات أو الأجسام الحية دون أن تترك أثراً.

المزيد عن: تقنيات جديدة تقنية تكنولوجيا تطور التكنولوجيا الطب البشري الصحة آفاق علمية أميركا السعودية