روبوتات لينة مطبوعة بأبعاد 4D يمكنها التجميع الذاتي

تم تطوير روبوت لين مطبوع بأبعاد 4D جديد من قبل باحثين في Cell Press يمكنه التجميع الذاتي عند تسخينه. يمكنه أداء مهام مثل التسلق على تلة والتنقل في مناظر غير متوقعة.

تم تقديم النموذج الأولي على شكل أنبوب في مجلة Matter في 22 سبتمبر.

وي فنج هو عالم مواد في جامعة تيانجين في الصين وكاتب مساعد للورقة.

“مثل الحشرات مع الهوائيات، يمكن للروبوت تجاوز عقبة صغيرة. ولكن عندما تكون العقبة عالية جدًا، سوف يعود”، يقول فنج. “العملية كلها تتم بشكل تلقائي دون تدخل بشري أو سيطرة”.

مطبوع بأبعاد 4D مع البعد الرابع

الروبوت في البداية عبارة عن ورقة مسطحة ومستطيلة من مادة مطبوعة ثلاثية الأبعاد من السائل البلوري، وهي نوع من المواد البلاستيكية القابلة للتمديد. عندما يتم تسخين السطح تحت هذه الورقة، يلتوي الروبوت ليتخذ شكل أنبوب يشبه الرباط. السبب في أن هذا الروبوت مطبوع بأبعاد 4D وليس 3D هو أن التغيير في الشكل تحت التحفيز الخارجي يضيف الزمن كبُعد رابع.

التouch من السطح الساخن يسبب تشوهًا في المادة بعد تكوين الروبوت لأنبوبًا. هذا يسبب بدوره دوران الروبوت في اتجاه واحد، مع قوة دفع خلف الحركة تكون قوية جدًا. في الواقع، هي قوية جدًا لدرجة أن الروبوت يمكنه تسلق منحدر بنسبة 20 درجة أو حمل أوزان تصل إلى 40 مرة من وزنه. سرعة الروبوت تعتمد على طوله، مع تسارع الروبوتات الأطول بشكل أسرع من الأقصر.

اختبار الروبوتات

قامت الباحثون بتشغيل هذه الروبوتات لأداء مهام وتعليم مهاراتها أثناء التسجيل. واحدة من هذه المهام شملت سباقًا بين روبوتات مختلفة الأحجام وآخر كان يحمل عربة. في هذه الفيديوهات، أظهرت الروبوتات أيضًا كيف يمكنها تغيير سلوكها بناءً على المحيط. إذا واجه الروبوت عقبة صعبة، يمكنه القيام بأشياء مثل تسلق خطوة أو تغيير الاتجاه.

كان كاتب مساعد فنج مفاجئًا بسلوك الروبوت.

“لقد قمنا بمعالجة السوائل البلورية في عينات بأشكال مختلفة من خلال الطباعة بأبعاد 4D وضغطنا على هذه العينات بالضوء والحرارة والكهرباء لمشاهدة استجابتها”، يقول. “لقد وجدنا العديد من الظواهر المثيرة للاهتمام بخلاف التشوه”.

وفقًا للباحثين، يمكن استخدام هذه الروبوتات في المستقبل لأداء مهام في أماكن صغيرة ومحسورة، مثل داخل أنبوب. كما يمكنها العمل في ظروف قاسية، مثل السطوح الساخنة بشدة.

“نأمل أن لا تقتصر الروبوتات اللينة على المحركات البسيطة التي يمكنها تغيير الشكل فقط في موقع ثابت”، يقول فنج.