الباحثون يحققون طفرة في تكنولوجيا العضلات الاصطناعية

في عالم يتأثر بشكل متزايد بالتكنولوجيا، أصبحت الروبوتات الناعمة والأجهزة الطبية والتكنولوجيا القابلة للارتداء جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية. تعد هذه الابتكارات بوظائف محسنة وقدرة أكبر على التكيف، مما يجعل تفاعلاتنا مع التكنولوجيا أكثر سلاسة وطبيعية. وفي قفزة كبيرة إلى الأمام في هذا المجال، حقق الباحثون في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) رقمًا قياسيًا تطوير رائد: مفتاح مائع مدعوم من عضلات اصطناعية من البوليمر الأيوني. يتميز هذا الاختراع الجديد بأنه يعمل بطاقة منخفضة للغاية بينما يولد قوة أكبر بشكل ملحوظ من وزنه بـ 34 مرة.

يمثل ظهور مفتاح التبديل هذا لحظة محورية في مجال الروبوتات وتكنولوجيا الأجهزة الطبية. إن مفاتيح الموائع التقليدية، والتي غالبًا ما تكون مقيدة بالحجم والصلابة، لها تطبيقات محدودة في البيئات الضيقة والمرنة. ومع ذلك، فإن التبديل المرن لفريق أبحاث KAIST يتغلب على هذه التحديات، ويقدم تطبيقات واعدة في مجموعة واسعة من المجالات. ومع قدرته على التحكم في تدفق السوائل في اتجاهات مختلفة وبدء الحركات بمثل هذه المتطلبات المنخفضة من الطاقة، فإن هذا التطور يبشر بعصر جديد من الكفاءة والتنوع في الروبوتات الناعمة والتقنيات ذات الصلة.

ومن خلال تسخير قوة العضلات الاصطناعية البوليمرية الأيونية، فتح فريق KAIST الأبواب أمام تطبيقات مبتكرة في مجال الروبوتات الناعمة، مما يمهد الطريق لحلول تكنولوجية أكثر مرونة وكفاءة ويمكن الوصول إليها في حياتنا اليومية.

مفتاح فلويديك ناعم بجهد منخفض للغاية

في طليعة الابتكار في مجال الروبوتات الناعمة، قام فريق البحث في KAIST، بقيادة البروفيسور إيلكوون أوه، بتطوير مفتاح فلويدي ناعم جديد يعمل على جهد كهربائي منخفض للغاية. يميز هذا الاختراع الرائد نفسه عن المفاتيح التقليدية القائمة على المحركات، والتي غالبًا ما تكون محدودة بصلابتها وحجمها الكبير. يتم تشغيل المفتاح السائل بواسطة عضلات اصطناعية، مما يحاكي المرونة والحركات الطبيعية للعضلات البشرية، مما يجعله مناسبًا للغاية للمساحات الضيقة والمحدودة. هذه العضلات الاصطناعية، التي تستجيب للمحفزات الخارجية مثل الكهرباء وضغط الهواء وتغيرات درجة الحرارة، توفر للمفتاح آلية تحكم دقيقة لتدفق السوائل. يمثل هذا التطور خطوة كبيرة في عالم الروبوتات الناعمة وميكانيكا الموائع، مما يوفر حلاً أكثر قدرة على التكيف وفعالية لمختلف التطبيقات.

تحويل التكنولوجيا مع العضلات الاصطناعية البوليمر الأيوني

وفي قلب هذا المفتاح المبتكر توجد العضلات الاصطناعية البوليمرية الأيونية، وهي عبارة عن مجموعة فريدة من الأقطاب الكهربائية المعدنية والبوليمرات الأيونية التي طورها فريق KAIST. إن إدخال إطار عضوي تساهمي متعدد السلفونات (pS-COF) على قطب العضلات يعزز بشكل كبير قدرتها على توليد القوة. على الرغم من شكلها النحيف، حيث يبلغ سمكها 180 ميكرومتر فقط، فإن العضلات قادرة على إنتاج قوة تزيد عن وزنها بـ 34 مرة. تتيح هذه الميزة الرائعة حركة سلسة وفعالة حتى داخل الأنظمة الإلكترونية الصغيرة جدًا.

ويؤكد البروفيسور إيلكوون أوه على إمكانات هذه التكنولوجيا في مختلف التطبيقات الصناعية. ويقول: "من الألياف الذكية إلى الأجهزة الطبية الحيوية، تتمتع هذه التكنولوجيا بالقدرة على استخدامها على الفور في مجموعة متنوعة من البيئات الصناعية". ويشير أيضًا إلى أنه يمكن تطبيقه بسهولة على الأنظمة الإلكترونية الصغيرة جدًا، مما يفتح العديد من الإمكانيات في مجالات الروبوتات الناعمة، والإلكترونيات الناعمة، والموائع الدقيقة القائمة على التحكم في السوائل. يؤكد هذا التنوع على قابلية التطبيق الواسع للمشغل الكهربائي الأيوني الناعم في تحويل ليس فقط الروبوتات الناعمة ولكن أيضًا الصناعات الأخرى التي تعتمد على التكنولوجيا.