يمكن للروبوتات اللينة المطبوعة 4D التجميع الذاتي

إن روبوتًا ناعمًا جديدًا مطبوعًا رباعي الأبعاد طوره باحثون في Cell Press قادر على التجميع الذاتي عند تسخينه. يمكنه تنفيذ مهام مثل التدحرج صعودًا والتنقل في المناظر الطبيعية غير المتوقعة. 

تم تقديم النموذج الأولي على شكل أنبوب في المجلة أمر سبتمبر 22.

Wei Feng هو عالم مواد في جامعة Tianjin في الصين ومؤلف رئيسي للورقة.

"مثل الحشرة ذات الهوائيات ، يمكن للروبوت أن يتغلب على عقبة صغيرة. ولكن عندما تكون العقبة كبيرة للغاية ، فإنها ستعود للوراء ، "كما يقول فنغ. "العملية برمتها عفوية دون تدخل أو سيطرة بشرية."

4D- مطبوعة بالبعد الرابع

الروبوت هو أولاً ورقة مسطحة ومستطيلة من المطاط الصناعي البلوري السائل بطباعة ثلاثية الأبعاد ، وهو نوع من المواد البلاستيكية القابلة للتمدد. بمجرد تسخين السطح الموجود أسفل هذه الصفيحة ، يلتف الروبوت لأعلى ليشكل أنبوبًا يشبه الزنبرك. السبب وراء طباعة هذا الروبوت رباعي الأبعاد بدلاً من الطباعة ثلاثية الأبعاد هو أن التغيير في الشكل تحت التحفيز الخارجي يضيف الوقت كبُعد رابع.

يسبب التلامس من السطح الساخن إجهادًا في المادة بعد أن يشكل الروبوت أنبوبًا صغيرًا. وهذا بدوره يتسبب في أن يدور الروبوت في اتجاه واحد ، وتكون القوة الدافعة وراء الحركة قوية للغاية. في الواقع ، إنه قوي جدًا لدرجة أن الروبوت قادر على تسلق منحدر 20 درجة أو حمل أوزان تصل إلى 40 مرة. تعتمد سرعة الروبوت على طوله ، حيث تتدحرج الروبوتات الأطول أسرع من الروبوتات الأقصر. 

اختبار الروبوتات

وضع الباحثون هذه الروبوتات لأداء المهام وإظهار مهاراتهم أثناء التسجيل. تضمنت إحداها سباقًا بين الروبوتات ذات الأحجام المختلفة والآخر الذي كان يحمل عربة. في مقاطع الفيديو هذه ، أوضحت الروبوتات أيضًا كيف يمكنها تغيير سلوكياتها بناءً على البيئة المحيطة. إذا واجه الروبوت عقبة صعبة ، فيمكنه القيام بأشياء مثل صعود خطوة أو تغيير الاتجاهات. 

فوجئ المؤلف الكبير فنغ بسلوك الروبوت.

يقول: "لقد عالجنا اللدائن البلورية السائلة إلى عينات من أشكال مختلفة من خلال الطباعة رباعية الأبعاد وحفزنا هذه العينات بالضوء والحرارة والكهرباء لمراقبة استجابتها". "وجدنا العديد من ظواهر القيادة المثيرة للاهتمام إلى جانب التشوه."

وفقًا للباحثين ، يمكن استخدام هذه الروبوتات في المستقبل لتنفيذ المهام في أماكن صغيرة ومحصورة ، مثل الأنابيب. يمكن أن تعمل أيضًا في ظروف قاسية ، مثل الأسطح شديدة الحرارة.

يقول فنغ: "نأمل ألا تقتصر الروبوتات اللينة بعد الآن على المشغلات البسيطة ، التي يمكنها فقط تغيير الشكل في وضع ثابت".