علماء الفيزياء يتقدمون في روبوتات التغيير الشكل الجيل التالي

اكتشف فريق من علماء الفيزياء في جامعة باث طريقة جديدة لتغطية الروبوتات الناعمة بمواد تمكنها من الحركة والعمل بشكل أكثر فعالية. ومن المتوقع أن يؤدي هذا التطور إلى Appearance الجيل التالي من روبوتات التغيير الشكل.

نشرت الأبحاث في المجلة العلمية Science Advances.

انطلاقة كبيرة في المادة الفعالة

根据 دراسة مؤلفة، يمكن أن يكون هذا الانطلاق الجديد في “المادة الفعالة” نقطة تحول كبيرة في تصميم الروبوتات. إذا تم تطوير هذا المفهوم بشكل أكبر، يمكن للمختصين في النهاية تحديد شكل وسلوك وحركة مادة صلبة ناعمة عن طريق نشاط خاضع للسيطرة البشرية على سطحها، بدلاً من مرونته الطبيعية.

تتقلص سطح معظم المواد الناعمة إلى كرة، مشابهة للطريقة التي تتجمع بها الماء في قطرات. يحدث هذا بسبب سطح السوائل والمواد الناعمة الأخرى الذي يتقلص تلقائيًا إلى أصغر مساحة سطحية ممكنة. ومع ذلك، يمكن تصميم المادة الفعالة لعدم اتباع هذا النمط.

مع هذه التقنيات والمادة الفعالة، يأمل الخبراء أن يتم إنتاج الجيل التالي من الآلات من وحدات فعالة فردية تعمل معًا لتحديد حركة ووظيفة الآلة. قبل هذه الإمكانية، كانت هذه الآلات خاضعة لمراقبة مركزية. هذا التصميم مشابه للطريقة التي تعمل بها أنسجتنا البيولوجية.

تصميم آلات ناعمة جديدة

يمكن للعلماء أخذ هذا التصميم وإنشاء آلات ناعمة بأذرع تتكون من مواد مرنة تعمل بالروبوتات الموجودة على سطح المواد. إمكانية أخرى هي تغيير حجم وشكل كبسولات تسليم الأدوية عن طريق تغطية سطح الجسيمات النانوية بمادة فعالة ومتجاوبة.

according إلى الدكتور جاك بينيش، مؤلف الدراسة الأول، أحد أكثر الجوانب إثارة للاهتمام في التطور الجديد هو أنه ي挑ل الطريقة التي ننظر بها إلى “القواعد المألوفة للطبيعة”.

“المادة الفعالة تجعلنا ننظر إلى القواعد المألوفة للطبيعة — قواعد مثل حقيقة أن التوتر السطحي يجب أن يكون إيجابيًا — في ضوء جديد. رؤية ما يحدث إذا كسرنا هذه القواعد، وكيف يمكننا استغلال النتائج، هو مكان مثير للاهتمام للبحث،” يقول الدكتور بينيش.

الدكتور أنتون سوسلوف هو مؤلف مراسل في البحث.

“هذه الدراسة هي دليل مهم على المفهوم وله العديد من الآثار المفيدة. على سبيل المثال، يمكن أن تنتج التكنولوجيا المستقبلية روبوتات ناعمة أكثر ليونة وأفضل في उठاء وتحريك المواد الهشة،” يقول الدكتور سوسلوف.

قام الباحثون بتطوير نظرية و محاكاة لوصف مادة صلبة ناعمة ثلاثية الأبعاد ذات سطح يخضع لتوترات فعالة. أظهرت النتائج أن التوترات الفعالة توسع سطح المادة وجذب الصلب من أسفل، مما يؤدي إلى تغيير شكل عالمي. يمكن تغيير الشكل الذي تتخذه المادة الصلبة بعد ذلك عن طريق تغيير الخواص المرنة للمادة.

سيبحث الفريق الآن في تطبيق هذا المبدأ لتصميم روبوتات أكثر تحديدًا، وسيغوصون أعمق في السلوك الجماعي وما يحدث عندما يتم حزم العديد من المواد الصلبة الناعمة الفعالة معًا.