الروبوت القابل للطي

في المؤتمر الدولي الأخير حول الروبوتات والأتمتة، قدم باحثون من معهد «ماساتشوستس» للتكنولوجيا الروبوت المطبوعَ القابل للطيِّ والذي يحوّل نفسه من قطعة بلاستيكية مسطَّحةٍ إلى شكلٍ ثلاثي الأبعاد قابلٍ للطيِّ عند تعرضه للحرارة، ويبلغ طوله 1 سم فقط من الأمام إلى الخلف.

يبلغ وزن هذا الروبوت ثُلثَ غرام فقط. يمكنه السباحة وتسلق المنحدرات واجتياز التضاريس الوعرة ونقل حمولة تبلغ ضعفَ وزنه. العنصر المكوّن لهذا الروبوت هو البلاستيك القابل للانثناء والطي فقط، بالإضافة إلى مغناطيس مُلصقٍ على ظهره. ويتم التحكم بهذا الروبوت عن طريق حقلٍ مغناطيسي خارجي.

تقول «سينتيا سونغ»، وهي طالبة في قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسب في معهد MIT ومن المساهمين في تطوير الروبوت: "إن طريقةَ مشي الروبوت هي جزء لا يتجزأ من آلية جسم الروبوت. في الروبوتات القابلة للطيِّ السابقة، كان على الباحثين تصميمُ المحركات والقسم الإلكتروني الذي يقوم بتحريك الجسم نفسه".

كان الدافع وراء تصميم هذا الروبوت هو تطبيقٌ افتراضي يقوم بحقنِ ورقة صغيرة معدنية في جسم الإنسان، والتي بدورها تنتقل إلى موقع مصابٍ أو متضرر، وتقوم ببعض المهام المسندة إليها، وعند الانتهاء من المهمة تذوب وتتحلل تلقائياً. تحقيقاً لهذه الغاية، بنى الباحثون تصميمهم من مواد سائلة قابلة للذوبان. وقد تحلّل أحد النماذج بالكامل تقريباً في مادة الأسيتون حيث تبقى منها المغناطيس، ونماذج أخرى ذابت مكوّناتُها في الماء.

وتقول «مياشيتا»، وهي إخدى الباحثات المشاركات:" أتممنا دورةَ حياة كاملة، من الولادة إلى الحياة والنشاط ومن ثم نهاية الحياة".

في جميع نماذج الأوراق البحثية، اِحتوت الورقة القابلة للطي على ثلاث طبقات. ودائمًا ما كانت الطبقة الوسطى مكوّنة من مادة البولي فينيل كلورايد، وهو بلاستيك يُستخدم عادة في صناعة الأنابيب، ومن خصائصه أنه يتقلص بالحرارة. وفي النموذج الأولي الذي تم تذويبه بالأسيتون، كانت الطبقات الخارجية مصنوعة من البوليستيرين.

تمَّ صنعُ شقوق صغيرة في الطبقة الخارجية باستخدام الليزر لتوجيه عملية الطيّ. وبوجود شقَّيْن متقابلين وبسماكةٍ مختلفة على طرفي القطعة البلاستيكية المكوّنة للروبوت، وعند انكماش الطبقة الوسطة بفعل الحرارة تُجبَر الأطراف على الانثناء بطريقةٍ محددة بحيث يأخذ الروبوت شكله. وجد الباحثون في تجاربهم أن الروبوت يبدأ بالتحول عند درجة 150 فهرنهايت.

بمجرَّدِ انطواء الروبوت على نفسه وتطبيق الحقل المعناطيسي المناسب على المغناطيس المتواجد على ظهر الروبوت، ينثني جسم الروبوت. الاحتكاك بين قدمي الروبوت الأماميتين والأرض كبير بما يكفي لالتصاق الروبوت بالأرض من الجهة الأمامية بينما تتحرك الجهة الخلفية منه. وبتغيير قوة الحقل المعناطيسي بشكل متسلسل تنعكسُ العملية بحيث تثْبُت القدمان الخلفيتان وتتحرك الأماميتان مما يؤدي إلى نحرك الروبوت إلى الأمام.

التحكم الخارجي:

قام الباحثون في تجاربهم بوضع الروبوت على منصة مستطيلة تحتوي على مغانطَ كهربائيةٍ في جهاتها الأربع، وكانوا قادرين على التحكم بقوة هذه المغانط بسرعة كافية ليكونَ الروبوت قادراً على تحريك جسمه بما يقاربُ أربعة أطوال جسمه في الثانية.

بالإضافة إلى النسخة القابلة للذوبان من الروبوت، بنى الباحثون أيضاً نماذجاً ذات طبقات خارجية من مواد موصلة كهربائياً. وقد استوحوا هذا من عمل سابق لكل من"Rus" و"Miyashita" حيث رأى الباحثون أن الروبوت بهذه الطريقة قد يعمل كحساس أيضاً. التواصل مع الأغراض الأخرى سواء كانت تراكماتٍ كيميائية في نظام ميكانيكي ما أو كائنات دقيقة أو خلايا في جسم حي من شأنه أن يُحدث خللاً في التيار المارِّ في الروبوت، وبالتالي قد يؤثر ذلك على جسم الإنسان بطريقة أو بأخرى.

"صنعُ روباتات صغيرة هو تحدٍّ من نوع خاص لأنك لا تقوم بشراء بعض المكونات الجاهزة من السوق وتجميعها بهذه البساطة"، يقول «هود ليبسون»، أستاذ الهندسة الميكانيكية والصناعات الفضائية في جامعة "Cornell" والذي يدرس الروبوتات، وأضاف" " كان التحدي محورياً في عالم الروبوتات، وقد نجحوا في اجتيازه".

"يستعملُ الباحثون تقنياتِ تصنيعٍ رقمية بحيث تم تضمين الذكاء التصنيع في المواد، وأعتقد أن التقنية المُستخدمة سوف تؤدي إلى الوصول إلى روبوتات أصغر وأصغر إلى حدٍّ لم نصل إليه من قبل".

لمشاهدة فيديو الروبوت:

* تشير كلمة "Origami" إلى فنٍّ ياباني تقليدي لطِّي الورق وتشكيل مجسمات ثلاثية الأبعاد.

المصدر:

هنا