ابتكار روبوتات من عضلات اصطناعية قابلة للتحلل

01-04-2023 10:52 AM

زاد الاردن الاخباري -

صمم باحثون من معهد "ماكس بلانك" للأنظمة الذكية في ألمانيا، بالتعاون مع جامعة "يوهانس كبلر" النمساوية، وجامعة "كولورادو بولدر" الأمريكية، روبوتات مرنة مستدامة مكونة من عضلات اصطناعية قابلة للتحلل الحيوي بالكامل.

واستخدم الباحثون "الجيلاتين" والزيت والبلاستيك الحيوي لصناعة ألياف عضلية اصطناعية، تستطيع تحريك قبضة روبوتية.

ويمكن توظيف الروبوتات الحيوية الجديدة للاستخدام لمرة واحدة، وأداء مهمات مثل جمع النفايات، مع إمكانية التخلص منها بعد انتهاء المهمة في مكبات إعادة التدوير وإدخالها في منتجات السماد النباتي العضوي المكرر من النفايات الحيوية، لتتحلل حيويا خلال 6 أشهر.

وقالت الباحثة إيلين راملي، المشاركة في الدراسة: "تتزايد الحاجة إلى مواد مستدامة في صناعة الروبوتات المرنة، وتوفر المواد القابلة للتحلل الحيوي حلا مستداما للروبوتات التي تُستخدَم لمرة واحدة؛ مثل روبوتات العمليات الجراحية أو الروبوتات المخصصة للتعامل مع المواد الخطيرة".

وأضافت راملي: "عوضا عن تراكمها في المكبات بعد نهاية استخدامها، يمكن أن تتحلل الروبوتات حيويا لتشكل مواد أخرى قابلة للاستثمار"؛ وفقا لموقع تك إكسبلور.

آفاق مستقبلية

ويمكن لتطور العضلات الاصطناعية أن يسرع إنتاج روبوتات مستقبلية شبيهة بالكائنات الحية، ما يفسح المجال أمام تطبيقات مختلفة في الحياة اليومية.

وتفيد العضلات الاصطناعية في تطوير تقنيات كثيرة؛ مثل أجهزة الرعاية الصحية لكبار السن، وروبوتات الإنقاذ لإيجاد المفقودين في مناطق الكوارث أو تحت الأنقاض.

آلية العمل

تعمل العضلات الاصطناعية الجديدة بواسطة التحفيز الكهربائي، من خلال تمرير توتر عالٍ في الأقطاب الكهربائية، ما يولد قوة تدفع الزيت ليسبب انقباض اليد الروبوتية بشكل مشابه للعضلات الطبيعية.

وواجه الباحثون تحديا في تطوير قطب كهربائي موصل ومرن وقابل للتحلل الحيوي بالكامل، ما دفعهم إلى ابتكار خليط من مواد جيلاتينية بوليميرية يمكن دمجها في المحركات الكهربائية للعضلات.

وقال الباحث ديفيد برينينجر، المشارك في الدراسة: "كان من الضروري أن نصنع أقطابا كهربائية مناسبة للتطبيقات عالية الأداء، لكن باستخدام مواد متوفرة وقابلة للتصنيع، ما يمكّن من دمجها في مختلف التطبيقات مستقبلا".

وتوجه الباحثون نحو استخدام بلاستيك حيوي قابل للتحلل ومقاوم للقوى الميكانيكية، ونجحوا في إيجاد خليط من المواد قادر على تحمل 100 ألف دورة حركية وبتطبيق تيار كهربائي يبلغ آلاف الفولتات دون أي مؤشرات على ضعف الأداء.

ويطمح الباحثون إلى تعزيز استخدام المواد المستدامة في مجال صناعة الروبوتات المرنة والعضلات الاصطناعية، وتحسين الأداء الكهربائي للروبوتات مستقبلا.