ترجمه: علي طالبي
محققان يكي از مشكلات قديمي براي توليد روباتهاي مستقل نرم را حل كردهاند. حركات و اعمال اين روباتها از سيستمهاي بيولوژيكي طبيعي تقليد شدهاند. هاد ليپسون، پروفسور مهندسي مكانيك است. گروهي در آزمايشگاه ماشينهاي خلاق دانشگاه كلمبيا توانستند يك ماهيچه نرم مصنوعي را با كمك فناوري چاپ سهبعدي، توليد كنند. اين بافت فعال مصنوعي در نوع خود منحصر به فرد است و به خاطر قابليت انبساط ذاتي خود نيازي به يك كمپرسور خارجي يا تجهيزات ولتاژ بالا ندارد. چگالي كرنش اين ماده جديد 15 برابر بزرگتر از ماهيچههاي طبيعي است و ميتواند 1000 برابر وزن خود را بلند كند.
تاكنون هيچ مادهاي قادر نبوده است به عنوان يك ماهيچه نرم عمل كند، زيرا آنها خواص تنش فعالسازي بالا و كرنش بالا را نداشتند. فناوريهاي فعالسازي موجود معمولاً مبتني بر تورم هيدروليكي يا هوايي پوستهاي الاستومر هستند. اين پوستها بعد از تزريق هوا يا مايع انبساط پيدا ميكنند. ضرورت استفاده از كمپرسورهاي خارجي و تجهيزات تنظيمكننده فشار در اين فناوريها مانع كوچكسازي و توليد روباتهايي شده است كه قابليت حركت كردن به صورت مستقل را دارند.
محققان معتقدند: ما پيشرفتهاي زيادي در زمينه توسعه ذهنهاي روباتيك داشتهايم، اما براي توليد بدنهاي روباتيك با مشكلات زيادي روبهرو هستيم. تحقيق ما يكي از معماهاي بزرگ اين حوزه را حل كرده است. فعالساز جديد را ميتوان به هزار شيوه مختلف تغيير شكل داد. ما يكي از موانع نهايي در مقابل توسعه روباتهاي طبيعي را برطرف كردهايم.
روباتهاي نرم از موجودات زنده الهام گرفتهاند و كاربردهاي زيادي در حوزههاي تعامل متقابل انسان و روبات شامل توليد و مراقبت بهداشتي خواهند داشت. برخلاف روباتهاي سخت، روباتهاي نرم ميتوانند حركات طبيعي انسان را تكرار كنند. در نتيجه اين روباتها ميتوانند در حوزه پزشكي كمك كنند، وظايف پيچيدهاي را انجام دهند يا اشياي نرم را بلند كنند.
محققان به منظور دستيابي به يك فعالساز با كرنش و تنش بالا و چگالي پايين، از يك ماتريس لاستيك سيليكوني استفاده كردند كه اتانول در سرتاسر ميكروحفرههاي آن پخش شده است.آنها خواص الاستيك و ويژگيهاي تغيير حجم مربوط به ديگر سيستمهاي مادي را تركيب كردهاند. علاوه براين، فعالسازي آنها مزايايي از لحاظ سادگي ساخت، هزينه پايين و كاربرد مواد تجديدپذير دارد.
در ابتدا شكل مطلوب اين ماهيچه مصنوعي با فناوري چاپ سهبعدي به دست آمد. سپس فعالسازي برقي اين ماهيچه مصنوعي با استفاده از يك سيم مقاومتي نازك و توان پايين هشت ولتي انجام شد. اين ماهيچه در دامنه گستردهاي از كاربردهاي روباتيك استفاده شد. اين ماهيچه قابليتهاي انبساط- انقباض قابل توجهي نشان داد و زماني كه با كمك انرژي الكتريكي تا 80 درجه گرم شود، ميتواند تا 900 درصد انبساط پيدا كند. واحد مستقل ميتواند از طريق كنترل كامپيوتري وظايف حركتي مختلف را اجرا كند.
به گفته محققان ماده نرم ما ميتواند به عنوان ماهيچه نرم روبات عمل كند و انقلابي در فناوري توليد روباتهاي نرم ايجاد خواهد كرد. اين ماهيچه مصنوعي ميتواند هل بدهد، بكشد، خم كند و بلند كند. اين ماهيچه مصنوعي بيشترين شباهت را به يك ماهيچه طبيعي دارد.
محققان كار روي اين فناوري را ادامه خواهند داد. در آينده مواد رسانا جايگزين سيم جاسازي شده ميشوند تا زمان عكسالعمل ماهيچه كاهش يابد و عمر مفيد آن افزايش پيدا كند. در آينده از هوش مصنوعي براي كنترل كردن حركات ماهيچه استفاده خواهد شد كه خود دستاوردي بزرگ در مسير تقليد كردن از حركات طبيعي خواهد بود.
منبع: ساينس ديلي