الباحثون يطورون عضلات اصطناعية رائدة تستشعر الذات

حقق باحثون من جامعة كوين ماري في لندن طفرة استثنائية في مجال الإلكترونيات الإلكترونية، حيث قاموا بتطوير عضلة اصطناعية كهربائية جديدة متغيرة الصلابة تتمتع بقدرات الاستشعار الذاتي. هذه التكنولوجيا الثورية، كما تم الكشف عنها في الأنظمة الذكية المتقدمة، تهدف إلى تحويل مجالات الروبوتات الناعمة والتطبيقات الطبية. مع القدرة على الانتقال بسهولة بين الحالات الناعمة والصلبة مع استشعار القوى والتشوهات أيضًا، تحاكي هذه العضلات الاصطناعية مرونة وقابلية التمدد للعضلات الطبيعية، مما يسهل التكامل في الأنظمة الروبوتية الناعمة المعقدة والتكيف مع الأشكال المتنوعة.

تكنولوجيا الصلابة المتغيرة وإمكاناتها

يقول الدكتور كيتاو تشانغ، الباحث الرئيسي والمحاضر في جامعة كوين ماري: "إن تمكين الروبوتات، وخاصة تلك المصنوعة من مواد مرنة، بقدرات الاستشعار الذاتي يعد خطوة محورية نحو الذكاء الإلكتروني الحقيقي".

تُظهر العضلات الاصطناعية الجديدة التي ابتكرها فريق البحث متانة ملحوظة مع قدرة تمدد تتجاوز 200% على طول اتجاه الطول، مما يجعلها مرشحًا ممتازًا لمختلف التطبيقات.

يمكن أن تتغير صلابة هذه العضلات الاصطناعية بسرعة عن طريق ضبط الفولتية، مما يحقق تعديلًا مستمرًا مع تغيير في الصلابة يتجاوز 30 مرة. توفر هذه الميزة المعتمدة على الجهد ميزة كبيرة من حيث سرعة الاستجابة مقارنة بالعضلات الاصطناعية الأخرى. علاوة على ذلك، يمكن للعضلة مراقبة تشوهها من خلال تغييرات المقاومة، مما يلغي الحاجة إلى ترتيبات استشعار منفصلة، ​​وتبسيط آليات التحكم، وخفض التكاليف.

تصنيع بسيط وتطبيقات واسعة النطاق

إن عملية تصنيع هذه العضلة الاصطناعية ذاتية الاستشعار واضحة وموثوقة. يتم خلط الأنابيب النانوية الكربونية مع السيليكون السائل باستخدام تقنية التشتت بالموجات فوق الصوتية ثم يتم تغليفها بشكل موحد لإنشاء كاثود ذو طبقات رقيقة، والذي يعمل أيضًا بمثابة جزء الاستشعار في العضلات الاصطناعية. بعد معالجة المواد السائلة، يتم تشكيل عضلة صناعية كاملة متغيرة الصلابة ذاتية الاستشعار.

إن التطبيقات المحتملة لهذه التقنية المرنة ذات الصلابة المتغيرة واسعة النطاق، وتمتد من الروبوتات الناعمة إلى التطبيقات الطبية. يفتح التكامل السلس لهذه التكنولوجيا مع جسم الإنسان إمكانيات لمساعدة الأفراد ذوي الإعاقة أو المرضى في أداء المهام اليومية الأساسية. ومن خلال دمج العضلات الاصطناعية ذاتية الاستشعار، يمكن للأجهزة الروبوتية القابلة للارتداء مراقبة أنشطة المريض وتوفير المقاومة عن طريق ضبط مستويات الصلابة، وتسهيل استعادة وظيفة العضلات أثناء التدريب على إعادة التأهيل.

يشدد الدكتور تشانغ على أهمية هذا البحث قائلاً: “على الرغم من أنه لا تزال هناك تحديات يجب معالجتها قبل أن يتم نشر هذه الروبوتات الطبية في البيئات السريرية، فإن هذا البحث يمثل خطوة حاسمة نحو التكامل بين الإنسان والآلة. إنه يوفر مخططًا للتطوير المستقبلي للروبوتات الناعمة والقابلة للارتداء.

تمثل الدراسة الرائدة التي أجراها باحثون في جامعة كوين ماري في لندن علامة بارزة في مجال الإلكترونيات الإلكترونية. إن تطوير العضلات الاصطناعية الكهربائية ذاتية الاستشعار يمهد الطريق للتقدم في مجال الروبوتات الناعمة والتطبيقات الطبية، مما يمثل خطوة حاسمة إلى الأمام في تحقيق إمكانات التكنولوجيا الإلكترونية.