مهندسو روبوتات الناعمة القادرة على لعب نينتندو

قام باحثون ومهندسون في جامعة ميريلاند بإنشاء يد روبوتية ناعمة مطبوعة ثلاثية الأبعاد قادرة على لعب لعبة سوبر ماريو برذرز من نينتندو.

في ما يُعتبر تقدمًا رائعًا في مرونة اليدين الروبوتية، تم تقديم البحث في Science Advances.

تركز مجال الروبوتات الناعمة على الروبوتات المرنة والقابلة للنفخ التي تعمل بالمياه أو الهواء، بينما تعمل الروبوتات التقليدية بالكهرباء. وقد زادت الاهتمام بالروبوتات الناعمة بسبب سلامتها ومتانةها، مما أدى إلى استخدامها بشكل شائع في الأطراف الاصطناعية والأجهزة الطبية. ومع ذلك، حتى البحث الجديد، كان من الصعب التحكم في السوائل التي تمكن الروبوتات من الانحناء والحركة.

قاد فريق البحث ريان د. سوكول، أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية في جامعة ميريلاند. وقد حقق الفريق اختراقًا كبيرًا عندما تمكنوا من طباعة روبوتات ناعمة بالكامل مع دوائر سائلة متكاملة، وكل ذلك تم في خطوة واحدة.

جوشوا هابارد هو المؤلف الأول المشترك.

“في السابق، كان كل إصبع من يدي الروبوت الناعمة يحتاج إلى خط تحكم خاص به، مما يمكن أن يحد من قابلية النقل والفائدة,” يشرح هابارد. “لكن بفضل الطباعة ثلاثية الأبعاد ليد الروبوت الناعمة مع دوائر السوائل المتكاملة، يمكنها لعب نينتندو بناءً على مدخلات ضغط واحدة فقط.”

صورة: جامعة ميريلاند

إظهار الروبوت

أظهر الفريق يدا روبوتية ناعمة صممت دائرة سائلة متكاملة تمكنها من العمل استجابةً لضغط تحكم واحد. عن طريق تطبيق ضغط منخفض، يمكن للفريق جعل الإصبع الأول يضغط على جهاز تحكم نينتندو لجعل ماريو يمشي. عن طريق تطبيق ضغط عالي، يقفز ماريو.

اعتمدت اليد على برنامج معين يتحول تلقائيًا بين الضغوط المنخفضة والمتوسطة والعالية، وكانت قادرة على تشغيل جهاز تحكم نينتندو بنجاح واكتمال المستوى الأول من اللعبة في أقل من 90 ثانية.

روبن أسييفيدو هو خريج حديث في الدكتوراه والمؤلف الأول المشترك للدراسة.

“最近، حاولت العديد من المجموعات استغلال الدوائر السائلة لتعزيز استقلالية الروبوتات الناعمة،” يقول أسييفيدو، “لكن الطرق المستخدمة لبناء وتكامل الدوائر السائلة مع الروبوتات يمكن أن تستغرق أيامًا إلى أسابيع، مع درجة عالية من العمل اليدوي والمهارة الفنية.”

الطباعة ثلاثية الأبعاد

اعتمد الفريق على “الطباعة ثلاثية الأبعاد PolyJet”، والتي تحتوي على طبقات متعددة من “حبر” متعدد المواد متراكمة فوق بعضها البعض في ثلاثة أبعاد.

كريستن إدواردز هي مؤلفة الدراسة.

“في غضون يوم واحد وبجهد طفيف، يمكن للباحثين الآن الانتقال من بدء الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى الحصول على روبوتات ناعمة كاملة، بما في ذلك جميع المحركات الناعمة ودوائر السوائل وعناصر الجسم، جاهزة للاستخدام،” يقول إدواردز.

لم يكن اختيار ماريو مجرد قرار مبني على المتعة، بل كان أيضًا وسيلة دقيقة لقياس مرونة اليد. حيث أن توقيت اللعبة وتكوين المستوى已经 محدد، وخطأ واحد ينهي اللعبة. وهذا قدم طريقة جديدة لتقييم الروبوت.

تقدمات البحث الأخرى والوصول المفتوح

كما ناقش بحث الفريق روبوتات ناعمة مستوحاة من السلاحف البرية، والتي تم طباعتها جميعًا في مركز الطباعة ثلاثية الأبعاد في جامعة ميريلاند.

تعتمد استراتيجية الفريق على الوصول المفتوح، والورقة متاحة للجميع للاطلاع. كما ربط الفريق موادهم الإضافية إلى غيت هاب، وتتضمن جميع الملفات التصميمية الإلكترونية.

“نحن نشارك جميع ملفات التصميم الخاصة بنا بحرية، بحيث يمكن لأي شخص تحميلها وتعديلها حسب الطلب وطباعتها ثلاثية الأبعاد، سواء باستخدام طابعة خاصة بهم أو من خلال خدمة طباعة مثل خدمتنا، جميع الروبوتات الناعمة ودوائر السوائل من عملنا. من нашأمل أن تساهم استراتيجية الطباعة ثلاثية الأبعاد المفتوحة هذه في تعزيز إمكانية الوصول ونشر وتكرار واعتماد الروبوتات الناعمة مع دوائر سائلة متكاملة، وبالتالي تسريع التقدم في هذا المجال.”

يبحث الفريق الآن في كيفية استخدام تقنيتهم في التطبيقات الطبية الحيوية مثل أجهزة التأهيل وأدوات الجراحة والأطراف الاصطناعية القابلة للتعديل.