به گزارش ایسنا، مهندسان آمریکایی یک ماهیچه نرم رباتیک ساخته اند که احیا و بازیابی یا اصطلاحا شفای بدن انسان را تقلید می کند و از گرما و فلز مایع برای رفع آسیب استفاده می کند.
اگر شما هم فیلم های علمی- تخیلی مانند« ترمیناتور» را دیده باشید، جایی که یک ربات انسان نما میتواند هر زخمی، از جمله شلیک گلوله و بریدگی تیغ را ترمیم کند.
این اختراع اگرچه به اندازه آن فیلم دراماتیک نیست، اما مهندسان دانشگاه نبراسکا- لینکلن (Nebraska–Lincoln) یک سامانه رباتیک نرم جدید توسعه داده اند که میتواند آسیب های خود را شناسایی و ترمیم کند.
این عضله مصنوعی خودمختار و خود ترمیم شونده واکنش پوست انسان و گیاه به آسیب را تقلید می کند.
این ابتکار که توسط «اریک مارکویکا» (Eric Markvicka) و تیمش هدایت شده است، میتواند نحوه برخورد لوازم الکترونیک و ماشین ها با آسیب را تغییر دهد.
تقلید زیست شناسی از طریق رباتیک نرم
تیم مارکویکا بر یک شکاف طولانی مدت در «تقلید زیستی» متمرکز شد که توانایی حس کردن و التیام آسیب مانند موجودات زنده بود.
مارکویکا می گوید: در جامعه ما، فشار زيادي به سمت تقلید سامانه های سفت و سخت سنتی با استفاده از مواد نرم و حرکت عظیمی به سمت «تقلید زیستی» وجود دارد. در حالیکه ما توانسته ایم الکترونیک و محرک های انعطاف پذیر ایجاد کنیم که نرم و منسجم هستند، آنها اغلب از زیست شناسی در توانایی خود برای پاسخ به آسیب و سپس شروع به تعمیر خود تقلید نمی کنند.
این تیم برای حل این مشکل، یک عضله مصنوعی سه لایه طراحی کرد. لایه زیرین یک پوست الکترونیکی نرم ساخته شده از سیلیکون است که با ریز قطرات فلز مایع تعبیه شده است که آسیب را شناسایی و مکان یابی می کند.
لایه میانی از یک الاستومر ترموپلاستیک سفت تشکیل شده است که امکان خودترمیمی را فراهم می کند.
در بالا نیز یک لایه تحریک عضله را زمانی که با آب تحت فشار قرار می گیرد، حرکت می دهد.
تعمیر هوشمند با گرمایش داخلی
این عضله مصنوعی میتواند محل آسیب را تشخیص دهد، سپس بدون کمک انسان، روند بهبودی را آغاز کند.
این عضله مصنوعی با اجرای پنج جریان نظارتی از طریق پوست الکترونیکی کار می کند. زمانی که این پوست آسیب می بیند، یک مسیر الکتریکی جدید ایجاد می کند. سامانه این مسیر را تشخیص می دهد و جریان عبوری از آن را افزایش می دهد و ناحیه آسیب دیده را ترمیم می کند.
فلز مایع لایه میانی را دوباره می بندد و در نتیجه حفره را می بندد. سپس با حذف ردپای آسیب از لایه زیرین، ظاهر عضله را به شکل اول خود بازمی گرداند.
تبدیل یک نقص به یک ویژگی
این تیم برای بازنشانی سامانه، از انتقال الکتریکی استفاده کرد که معمولاً در الکترونیک مشکل ساز است.
مهاجرت الکتریکی، اتم های فلز را زمانی که جریان از آن ها عبور می کند، جابه جا می کند که اغلب منجر به شکست در مدارها می شود.
تیم مارکویکا از این حالت شکست برای پاک کردن عمدی مسیر آسیب استفاده کرد و سامانه را قابل استفاده مجدد کرد.
مارکویکا گفت: بطور کلی مهاجرت الکتریکی به عنوان یک جنبه منفی بزرگ در نظر گرفته می شود و یکی از تنگناهایی است که از کوچک شدن وسایل الکترونیکی جلوگیری کرده است. ما در این جا از آن به روشی منحصر به فرد و واقعاً مثبت استفاده می کنیم و به جای تلاش برای جلوگیری از وقوع آن، برای اولین بار از آن برای پاک کردن آثاری استفاده می کنیم که قبلاً فکر می کردیم دائمی هستند.
تأثیرات آتی در کشاورزی، پوشیدنی ها و ضایعات
کاربردهای این فناوری خود ترمیم بسیار فراتر از آزمایشگاه است.
در مناطق کشاورزی، ربات ها اغلب توسط خار، شاخه ها یا پلاستیک آسیب می بینند. بنابراین سامانه های خودترمیم میتوانند طول عمر (Longevity) خود را افزایش دهند.
این ابتکار در دستگاه های پزشکی پوشیدنی نیز میتواند مفید باشد تا از سختی های استفاده روزانه جان سالم به در ببرد.
به طور کلی، کاهش زباله های الکترونیکی می تواند به حفاظت از محیط زیست و سلامت انسان کمک کند.
مارکویکا می گوید: اگر ما بتوانیم شروع به ایجاد موادی کنیم که قادر باشند بطور قابل قبول و مستقل تشخیص دهند که آسیب رخ داده است و سپس این مکانیسم های خود ترمیم را آغاز کنیم، واقعاً تحول آفرین خواهد بود.
یافته های این تیم به تازگی در کنفرانس بین المللی IEEE درباره رباتیک و اتوماسیون در آتلانتا ارائه شد.
این مقاله همچنین بعنوان یکی از ۳۹ فینالیست جایزه بهترین مقاله از میان ۱۶۰۶ مقاله ارسالی شناخته شده است.
- 16
- 5
