رباتی که پوست خود را ترمیم‌ می‌کند

مهندسان آمریکایی پوست رباتیک خودترمیم‌شونده‌ای ایجاد کرده‌اند که آسیب را تشخیص می‌دهد و خود را دوباره ترمیم می‌کند.

کد خبر: ۸۰۹۱۶۴

تاریخ: ۱۰ خرداد ۱۴۰۴ - ۱۹:۳۸

به گزارش ایران اکونومیست، مهندسان آمریکایی یک ماهیچه نرم رباتیک ساخته‌اند که احیا و بازیابی یا اصطلاحا شفای بدن انسان را تقلید می‌کند و از گرما و فلز مایع برای رفع آسیب استفاده می‌کند.

اگر شما هم فیلم‌های علمی-تخیلی مانند «ترمیناتور» را دیده باشید، جایی که یک ربات انسان‌نما 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 داده‌اند که می‌تواند آسیب‌های خود را شناسایی و ترمیم کند.

این عضله مصنوعی خودمختار و خود ترمیم شونده واکنش پوست انسان و گیاه به آسیب را تقلید می‌کند.

این ابتکار که توسط «اریک مارکویکا»(Eric Markvicka) و تیمش هدایت شده است، می‌تواند نحوه برخورد لوازم الکترونیک و ماشین‌ها با آسیب را تغییر دهد.

تقلید زیست‌شناسی 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 می‌گوید: در جامعه ما، فشار زیادی به سمت تقلید سامانه‌های سفت و سخت سنتی با استفاده از مواد نرم و حرکت عظیمی به سمت «تقلید زیستی» وجود دارد. در حالی که ما توانسته‌ایم الکترونیک و محرک‌های انعطاف‌پذیر ایجاد کنیم که نرم و منسجم هستند، آنها اغلب از زیست‌شناسی در توانایی خود برای پاسخ به آسیب و سپس شروع به تعمیر خود تقلید نمی‌کنند.

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 مکان‌یابی می‌کند.

لایه میانی از یک الاستومر ترموپلاستیک سفت تشکیل شده است که امکان خودترمیمی را فراهم می‌کند.

در بالا نیز یک لایه تحریک عضله را هنگامی که با آب تحت فشار قرار می‌گیرد، حرکت می‌دهد.

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 می‌کند. هنگامی که این پوست آسیب می‌بیند، یک مسیر الکتریکی جدید ایجاد می‌کند. سامانه این مسیر را تشخیص می‌دهد و جریان عبوری از آن را افزایش می‌دهد و ناحیه آسیب دیده را ترمیم می‌کند.

فلز مایع لایه میانی را دوباره می‌بندد و در نتیجه حفره را می‌بندد. سپس با حذف ردپای آسیب از لایه زیرین، ظاهر عضله را به شکل اول خود بازمی‌گرداند.

تبدیل یک نقص به یک ویژگی

این تیم برای بازنشانی سامانه، از انتقال الکتریکی استفاده کرد که معمولاً در الکترونیک مشکل‌ساز است.

مهاجرت الکتریکی، اتم‌های فلز را هنگامی که جریان از آنها عبور می‌کند، جابجا می‌کند که اغلب منجر به شکست در مدارها می‌شود.

تیم مارکویکا از این حالت شکست برای پاک کردن عمدی مسیر آسیب استفاده کرد و سامانه را قابل استفاده مجدد کرد.

مارکویکا گفت: به طور کلی مهاجرت الکتریکی به عنوان یک جنبه منفی بزرگ در نظر گرفته می‌شود و یکی از تنگناهایی است که از کوچک شدن وسایل الکترونیکی جلوگیری کرده است. ما در اینجا از آن به روشی منحصر به فرد و واقعاً مثبت استفاده می‌کنیم و به جای تلاش برای جلوگیری از وقوع آن، برای اولین بار از آن برای پاک کردن آثاری استفاده می‌کنیم که قبلاً فکر می‌کردیم دائمی هستند.

تأثیرات آتی در کشاورزی، پوشیدنی‌ها و ضایعات

کاربردهای این فناوری خود ترمیم بسیار فراتر از آزمایشگاه است.

در مناطق کشاورزی، ربات‌ها اغلب توسط خار، شاخه‌ها یا پلاستیک آسیب می‌بینند. بنابراین سامانه‌های خودترمیم می‌توانند طول عمر خود را افزایش دهند.

این ابتکار در دستگاه‌های پزشکی پوشیدنی نیز می‌تواند مفید باشد تا از سختی‌های استفاده روزانه جان سالم به در ببرد.

به طور کلی، کاهش زباله‌های الکترونیکی می‌تواند به حفاظت از محیط زیست و سلامت انسان کمک کند.

مارکویکا می‌گوید: اگر ما بتوانیم شروع به ایجاد موادی کنیم که قادر باشند به طور قابل قبول و مستقل تشخیص دهند که آسیب رخ داده است و سپس این مکانیسم‌های خود ترمیم را آغاز کنیم، واقعاً تحول آفرین خواهد بود.

یافته‌های این تیم به تازگی در کنفرانس بین‌المللی IEEE درباره رباتیک و اتوماسیون در آتلانتا ارائه شد.

این مقاله همچنین به عنوان یکی از 39 فینالیست جایزه بهترین مقاله از میان 1606 مقاله ارسالی شناخته شده است.