ثورة في الروبوتات: قابض مطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد يعمل دون إلكترونيات

في خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال الروبوتات، طوّر فريق من المهندسين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو (UCSD)، بالتعاون مع باحثين في شركة BASF، قابض روبوتي مطبوع ثلاثي الأبعاد يعمل بدون الحاجة إلى الإلكترونيات. هذا الجهاز المبتكر، الذي يمكنه التقاط الأجسام، والاحتفاظ بها، وإطلاقها، هو شهادة على إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال الروبوتات.

عصر جديد من الروبوتات القائمة على اللمس

القابض الروبوتي، الذي يتم طباعته في عملية واحدة، يحتوي على حساسات الجاذبية واللمس المدمجة. هذا التصميم الفريد يسمح للقابض بالتفاعل مع الأجسام بناءً على اللمس فقط، وهو ميزة لم تكن موجودة من قبل. “لقد صممنا وظائف حتى يتمكن القابض من الإمساك بالجسم عند الاتصال والإطلاق في الوقت المناسب”، قال ييتشن زهاي، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر الروبوتات والتصميم الملهم بالطبيعة في UCSD.

يستخدم القابض منطق الموائع لتذكر أنه أمسك بجسم وما زال يحتفظ به. عندما يكشف عن وزن الجسم الذي يدفع إلى الجانب، أثناء دورانها إلى الوضع الأفقي، يحرر الجسم. هذا النهج القائم على اللمس للتعامل مع الأجسام يمثل انحرافًا كبيرًا عن الأنظمة الروبوتية التقليدية التي تعتمد بشكل كبير على الإدخال المرئي.

التطبيقات المحتملة للقابض المطبوع ثلاثي الأبعاد

القابض المطبوع ثلاثي الأبعاد يحمل إمكانيات كبيرة لمختلف التطبيقات. يمكن تركيبه على ذراع روبوتي لاستخدامات التصنيع الصناعي، وإنتاج الأغذية، ومناولة الفواكه والخضروات. كما يمكن تركيبه على روبوت لاستخدامات البحث والاستكشاف. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه العمل دون توصيله بمصدر طاقة خارجي، مع زجاجة غاز عالي الضغط بوصفها مصدر الطاقة الوحيد.

تجاوز الفريق التحديات الشائعة المرتبطة بطباعة الروبوتات الناعمة، مثل القساوة والتسرب، من خلال تطوير طريقة طباعة جديدة. هذه الطريقة تتضمن تتبع فوهة الطابعة مسارًا مستمرًا خلال نمط كل طبقة مطبوعة، مما يقلل من احتمال حدوث تسربات وعيوب في القطعة المطبوعة. “إنه مثل رسم صورة بدون رفع القلم عن الصفحة”، قال مايكل تي تولي، أستاذ مشارك في UCSD.

هذه التطورات هي شهادة على إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد في ثورة مجال الروبوتات. من خلال إزالة الحاجة إلى الإلكترونيات، فتح فريق UCSD أبوابًا جديدة لتصميم ووظائف الأنظمة الروبوتية.

مستقبل الروبوتات المطبوعة ثلاثي الأبعاد

سمح النهج المبتكر لفريق UCSD في الطباعة ثلاثية الأبعاد بإنشاء هيكل أكثر لينًا بشكل عام. تسمح الطريقة الجديدة بطباعة جدران رقيقة، تصل إلى سمك 0.5 ملم، وأشكال منحنية معقدة، مما يسمح بمجال أكبر من التشوه. قام الباحثون بتصميم طريقتهم على أساس مسار أويلر، وهو مفهوم في نظرية الرسم البياني يتضمن اجتياز كل حافة في الرسم البياني مرة واحدة فقط. “عندما اتبعنا هذه القواعد، تمكنا من طباعة روبوتات لينة تعمل بالهواء المضغوط مع دوائر تحكم مدمجة بشكل متسق”، قال تولي.

تطوير هذا القابض المطبوع ثلاثي الأبعاد هو خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال الروبوتات. من خلال إزالة الحاجة إلى الإلكترونيات، فتح الفريق أبوابًا جديدة لتصميم ووظائف الأنظمة الروبوتية. النهج القائم على اللمس للتعامل مع الأجسام يمثل انحرافًا كبيرًا عن الأنظمة الروبوتية التقليدية التي تعتمد بشكل كبير على الإدخال المرئي.

في المستقبل، يمكننا توقع المزيد من التطورات في هذا المجال، مع لعب الطباعة ثلاثية الأبعاد دورًا حاسمًا في تطوير أنظمة روبوتية مبتكرة واقتصادية. يعمل عمل فريق UCSD كشهادة على إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد في ثورة مجال الروبوتات.