مهندسون يطورون روبوتًا عن بعد محمولًا بأصغر حجم على الإطلاق

فريق من المهندسين في جامعة نورث وسترن طور روبوتًا محمولًا بأصغر حجم على الإطلاق، وهو على شكل سرطان صغير.

إن روبوتات السرطان الصغيرة لا يزيد عرضها عن نصف ملليمتر، مما يجعلها أصغر من البرغوث. يمكنها الانثناء والالتفاف والمشي والزحف والالتفاف والقفز. بالإضافة إلى السرطان الصغير، طور الباحثون أيضًا روبوتات بحجم الميليمتر تشبه الجداجد والخنافس والدود.

تحقيق روبوتات بحجم المايكرو

وفقًا للفريق، يمكن أن تbring هذه الأنواع الجديدة من الروبوتات لنا أقرب إلى تحقيق روبوتات بحجم المايكرو التي يمكنها العمل في مساحات محصورة بشكل ضيق.

نشرت الأبحاث في مجلة Science Robotics.

قاد جون أ. روجرز العمل التجريبي. وهو أستاذ لويس سيمبسون وكيمبرلي كويري لعلوم المواد والهندسة الحيوية وعلوم الأعصاب في مدرسة نورث وسترن للمهندسة وكلية الطب في فينبرغ. وهو أيضًا مدير معهد كويري سيمبسون للبيوإلكترونيات (QSIB).

“الروبوتات هي مجال بحث مثير، وتطوير الروبوتات بمقياس المايكرو هو موضوع ممتع للاستكشاف الأكاديمي”، قال روجرز. “يمكنك أن تتخيل الروبوتات الدقيقة كوكلاء ل修復 أو تجميع هياكل أو آلات صغيرة في الصناعة أو كمساعدين جراحيين لإزالة انسداد الأوعية الدموية أو وقف النزيف الداخلي أو إزالة الأورام السرطانية – كل ذلك في إجراءات غير جراحية.

قاد يونغانغ هوانغ العمل النظري. وهو أستاذ جان ومارсия آخن باخ للهندسة الميكانيكية والمدنية والبيئية في مدرسة نورث وسترن للمهندسة وزميل رئيسي في QSIB.

“تكنولوجيانا تمكن من مجموعة متنوعة من أنماط الحركة المراقبة ويمكنها المشي بمتوسط سرعة نصف طول الجسم في الثانية”، قال هوانغ. “هذا تحدي كبير للتحقيق في مثل هذه المقاييس الصغيرة للروبوتات البرية.”

بناء السرطان الصغير

لا يحتاج السرطان إلى الاعتماد على أجهزة معقدة أو هيدروليكية أو كهربائية مثل العديد من الروبوتات الأخرى. إنه يستمد طاقته من مرونة جسده المرنة. بنى الباحثون الروبوت باستخدام مادة سبيكة ذاكرة الشكل التي تتغير إلى شكل “مذكور” عندما يتم تسخينها. من أجل تسخين الروبوت بسرعة، استخدم الفريق شعاع ليزر مسحًا واستهدف مواقع مختلفة عبر جسم الروبوت. عندما يبرد، تعيد طبقة رقيقة من الزجاج الجزء المقابل من الهيكل إلى شكله المشوه.

من خلال التغيير من مرحلة إلى أخرى، يمكن للروبوت إنشاء حركة. من خلال توجيه الليزر في اتجاهات مختلفة، يمكن للفريق التحكم في مكان مشي الروبوت. للحركة من اليسار إلى اليمين، يجب على الفريق فقط مسح من اليمين إلى اليسار.

“بسبب صغر حجم هذه الهياكل، يكون معدل التبريد سريعًا جدًا”، أضاف روجرز. “في الواقع، تقليل أحجام هذه الروبوتات يسمح لها بالجري بسرعة أكبر.”

为了 تحقيق حالة صغيرة جدًا للروبوت، قام الفريق أولاً بتصنيع سلاسل الروبوتات التي تمشي في هيئات مسطحة وخطية. ثم ربطوا السلاسل على ركيزة مطاطية مشدودة قليلاً. عند إرخاء الركيزة، يحدث عملية انحناء محكومة وتسبب في ظهور السرطان “يتقافز” إلى أشكال ثلاثية الأبعاد محددة.

“باستخدام تقنيات التجميع هذه ومفاهيم المواد، يمكننا بناء روبوتات تمشي بأي حجم أو شكل ثلاثي الأبعاد”، قال روجرز. “لكن الطلاب شعروا بالإلهام والترفيه عن حركات السرطانات الصغيرة المتحركة جانبيًا. كان هذا غلبه إبداعي.”