رباتهایی که مثل فلز مایع تغییر شکل میدهند/ مرز واقعیت و تخیل شکست!
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا (UC Santa Barbara) و دانشگاه صنعتی درسدن (TU Dresden) موفق به توسعه گروهی از ریزرباتهای نوآورانهای شدهاند که همانند یک ماده زنده و هوشمند عمل میکنند.
به گزارش sustainability-times این رباتهای کوچک که عملکردی گروهی دارند، میتوانند شکل خود را تغییر دهند، سفت یا روان شوند، و حتی خود را بازسازی کنند؛ قابلیتی که تاکنون تنها در فیلمهای علمی-تخیلی دیده میشد.
این سامانه که از تعامل جمعی میان این مینیرباتها بهره میبرد، توانایی تغییر بین حالت جامد و مایع را دارد و میتواند در حوزههایی، چون ساختوساز، پزشکی و حتی فضاپیمایی تحولی بنیادین ایجاد کند.
الهام از فرایند رشد جنینی برای ساخت مواد خودتغییر
مبنای علمی این نوآوری بر الگوبرداری از توسعه جنینی موجودات زنده است. همانطور که سلولها در بدن جنین بهصورت هماهنگ برای شکلگیری اندامهای مختلف سازمان مییابند، این رباتها نیز با دریافت سیگنالهای خاص، هماهنگ حرکت میکنند و بهصورت گروهی همانند یک ماده هوشمند رفتار میکنند.
به گفتهی اُتگر کامپاس، یکی از پژوهشگران این پروژه، «بافتهای زندهی جنینی، بهترین نمونههای مواد هوشمند هستند؛ آنها میتوانند شکل بگیرند، بهبود یابند و استحکام خود را در زمان و مکان کنترل کنند.» این مطالعه نشان داده است که چگونه مجموعهای از رباتها میتوانند ویژگیهای بافتهای زنده را تقلید کرده و مواد خودشکلگیر و ترمیمپذیر بسازند.
مادهای متحرک ساختهشده از روباتها
نکته کلیدی در این پژوهش، نقش تغییرات ظریف در سیگنالهای حرکتی میان رباتها بود. این تغییرات میتوانند باعث تغییر حالت ماده از سخت و ثابت به نرم و روان شوند. چنین نوساناتی پیشتر در بافتهای زنده نیز مشاهده شده بودند، جایی که نیروهای سلولی درون جنین باعث شکلگیری بافتهای متفاوت میشوند. اکنون، همین منطق بهصورت مصنوعی درون رباتها شبیهسازی شده و نوید ساخت موادی میدهد که مانند بافتهای زنده، با محیط سازگار میشوند.
در حال حاضر، این فناوری در مرحلهی آزمایشی و مفهومی قرار دارد و شامل تعداد محدودی ربات است. با این حال، پژوهشگران معتقدند در آینده میتوان این سامانه را کوچکتر و پیشرفتهتر کرد و آن را در مقیاسهای بزرگتری به کار گرفت؛ از جمله ساخت مصالح هوشمند، طراحی ابزارهای پزشکی درونبدنی یا روباتهای نرم و متغیر که به محیطهای مختلف واکنش نشان میدهند.
فناوری هماهنگسازی و حرکت جمعی
هر یک از این رباتها به اندازه یک دیسک هاکی هستند و به هشت چرخدنده موتوردار در پیرامون خود مجهزند که امکان حرکت در فضای بسته و تعامل با همسایگان را برایشان فراهم میکند. آنها برخلاف عضلات زیستی، از این چرخدندهها برای جابهجایی و تغییر موقعیت استفاده میکنند.
رباتها همچنین به حسگرهای نوری مجهزند که با دریافت نورهای خاص، جهتگیری خود را همگام میسازند؛ همانطور که سلولها در بدن نسبت به سیگنالهای شیمیایی واکنش نشان میدهند. در کنار آن، مغناطیسها به این روباتها کمک میکنند تا در مواقع لازم به یکدیگر متصل شده و از حالت روان به حالت سخت تبدیل شوند.
از ساختوساز تا درمان درونبدنی
پتانسیلهای کاربردی این فناوری بسیار گسترده هستند. در آینده، میتوان از آن در ساخت مصالح ساختمانی هوشمند استفاده کرد که نسبت به شرایط محیطی واکنش نشان میدهند، یا ابزارهای پزشکی توسعه داد که شکل خود را برای رساندن دارو یا انجام اعمال جراحی در بدن تغییر میدهند.
این رباتهای خودتغییر همچنین میتوانند در حوزههایی مانند امدادرسانی در بلایای طبیعی یا مأموریتهای فضایی کاربرد داشته باشند، جایی که مواد سنتی کارایی لازم را ندارند. با بهرهگیری از اصول زیستشناسی رشد، پژوهشگران راهی نوین در علم مواد گشودهاند که مرزهای میان سیستمهای زنده و فناوریهای مهندسیشده را از میان برمیدارد.
این نوآوری نهتنها یک دستاورد علمی چشمگیر است، بلکه مثالی از قدرت همکاری میان رشتههای مختلف علمی، از زیستشناسی و فیزیک تا مهندسی رباتیک محسوب میشود.
اکنون این پرسش مطرح است که: آیا این روباتهای شکلپذیر میتوانند تصور ما از ماهیت ماده را برای همیشه تغییر دهند؟
انتهای پیام/
