إحداث ثورة في الروبوتات: قابض مطبوع ثلاثي الأبعاد يعمل بدون إلكترونيات

في قفزة كبيرة إلى الأمام في مجال الروبوتات، قام فريق من المهندسين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو (UCSD)، بالتعاون مع الباحثين في شركة BASF، قامت بتطوير قابض آلي مطبوع ثلاثي الأبعاد التي تعمل دون الحاجة إلى الإلكترونيات. يعد هذا الجهاز المبتكر، الذي يمكنه التقاط الأشياء وحملها وتحريرها، بمثابة شهادة على إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال الروبوتات.

عصر جديد من الروبوتات التي تعمل باللمس

المقبض الآلي، الذي تتم طباعته دفعة واحدة، مزود بأجهزة استشعار مدمجة للجاذبية واللمس. يسمح هذا التصميم الفريد للقابض بالتفاعل مع الأشياء بناءً على اللمس فقط، وهي ميزة لم تكن موجودة قبل هذا التطوير. قال يتشن تشاي، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر التصميم والروبوتات الحيوية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو: "لقد صممنا وظائف بحيث تسمح سلسلة من الصمامات للقابض بالقبضة عند التلامس والتحرير في الوقت المناسب".

يستخدم القابض المنطق السائل ليتذكر متى يمسك بشيء ما ويمسك به. عندما يكتشف وزن الجسم الذي يدفع إلى الجانب أثناء دورانه في الاتجاه الأفقي، فإنه يحرر الجسم. يمثل هذا النهج القائم على اللمس في التعامل مع الكائنات خروجًا كبيرًا عن الأنظمة الروبوتية التقليدية التي تعتمد بشكل كبير على المدخلات المرئية.

التطبيقات المحتملة للقابض المطبوع ثلاثي الأبعاد

يحمل القابض المطبوع ثلاثي الأبعاد إمكانات هائلة لمختلف التطبيقات. ويمكن تركيبه على ذراع آلية لتطبيقات التصنيع الصناعي وإنتاج الغذاء والتعامل مع الفواكه والخضروات. ويمكن أيضًا تركيبه على الروبوت لمهام البحث والاستكشاف. علاوة على ذلك، يمكن أن يعمل بشكل غير مقيد، مع زجاجة من الغاز عالي الضغط كمصدر الطاقة الوحيد.

وتغلب الفريق على التحديات المشتركة المرتبطة بالروبوتات الناعمة للطباعة ثلاثية الأبعاد، مثل الصلابة والتسريبات، من خلال تطوير طريقة طباعة ثلاثية الأبعاد جديدة. تتضمن هذه الطريقة أن تتبع فوهة الطابعة مسارًا مستمرًا عبر النمط الكامل لكل طبقة مطبوعة، مما يقلل من احتمالية حدوث تسربات وعيوب في القطعة المطبوعة. قال مايكل تي توللي، الأستاذ المشارك في جامعة كاليفورنيا سان دييغو: "إن الأمر يشبه رسم صورة دون رفع قلم الرصاص عن الصفحة".

يعد هذا التطور بمثابة شهادة على إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد في إحداث ثورة في مجال الروبوتات. من خلال القضاء على الحاجة إلى الإلكترونيات، فتح فريق جامعة كاليفورنيا سان دييغو إمكانيات جديدة لتصميم ووظائف الأنظمة الروبوتية.

مستقبل الروبوتات المطبوعة ثلاثية الأبعاد

لقد سمح النهج المبتكر الذي اتبعه الفريق في الطباعة ثلاثية الأبعاد بإنشاء هيكل أكثر ليونة بشكل عام. تتيح الطريقة الجديدة طباعة جدران رقيقة يصل سمكها إلى 3 ملم، وأشكال معقدة ومنحنية، مما يسمح بنطاق أكبر من التشوه. اعتمد الباحثون طريقتهم على مسار أويلريان، وهو مفهوم في نظرية الرسم البياني يتضمن لمس كل حافة الرسم البياني مرة واحدة فقط. قال تولي: "عندما اتبعنا هذه القواعد، تمكنا من طباعة روبوتات لينة تعمل بالهواء المضغوط بشكل مستمر مع دوائر تحكم مدمجة".

يعد تطوير هذا القابض المطبوع ثلاثي الأبعاد خطوة مهمة إلى الأمام في مجال الروبوتات. ومن خلال القضاء على الحاجة إلى الإلكترونيات، فتح الفريق إمكانيات جديدة لتصميم ووظائف الأنظمة الروبوتية. يمثل النهج القائم على اللمس في التعامل مع الأشياء خروجًا كبيرًا عن الأنظمة الروبوتية التقليدية التي تعتمد بشكل كبير على المدخلات المرئية.

وفي المستقبل، يمكننا أن نتوقع رؤية المزيد من التقدم في هذا المجال، حيث تلعب الطباعة ثلاثية الأبعاد دورًا حاسمًا في تطوير أنظمة روبوتية مبتكرة وفعالة من حيث التكلفة. يعد عمل الفريق في جامعة كاليفورنيا سان دييغو بمثابة شهادة على إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد في إحداث ثورة في مجال الروبوتات.