ملاقط روبوتية مستوحاة من الكيريغامي تُحدث ثورة في الروبوتات اللينة

أحرز فريق من الباحثين من جامعة ولاية نورث كارولينا تقدماً رائداً في مجال الروبوتات اللينة، حيث صمم نظام ملاقط روبوتية جديد مستوحى من الفن الياباني للكيريغامي. يشبه هذا الفن فن الأوريغامي، حيث يتضمن طي وقص ورقتين ثنائيتي الأبعاد لإنشاء هياكل ثلاثية الأبعاد. وباستخدام هذا المفهوم، طور الباحثون ملقفاً قادراً على التعامل مع كل شيء من الألياف الدقيقة فائقة الرقة وقطرات الماء إلى قلب صفحات كتاب ورفع أوزان تصل إلى 16,000 ضعف كتلتها.

الحاجة إلى القوة والدقة واللطف في الروبوتات

شهدت السنوات الأخيرة تطورًا في أنواع مختلفة من ملاقط الروبوتات، بما في ذلك تلك التي تعمل بدون كهرباء، أو المستوحاة من الزهور، أو المزودة بأصابع خشبية. ومع ذلك، تُعد الملاقط المستوحاة من فن الكيريغامي من جامعة ولاية نورث كارولينا قفزة نوعية في هذا المجال. وقال جيه يين، المؤلف المقابل للدراسة: «من الصعب إنشاء ملقط ناعم واحد قادر على التعامل مع الأشياء فائقة النعومة، فائقة الرقة، والثقيلة، نظرًا للتوازن المطلوب بين القوة والدقة واللين». غير أن تصميمهم المستوحى من الكيريغامي يحقق هذا التوازن ببراعة.

تحطيم أرقام قياسية في نسبة الحمولة إلى الوزن

تُعد نسبة الحمولة إلى الوزن مقياسًا رئيسيًا لتقييم قوة الملاقط الروبوتية. وبتزن هذه الملاقط المستوحاة من الكيريغامي 0.4 جرام فقط، فإنها قادرة على رفع حمولة تصل إلى 6.4 كيلوجرام، مما يمثل نسبة حمولة إلى وزن مذهلة تبلغ حوالي 16,000. وتتفوق هذه الإنجاز بشكل كبير على الرقم القياسي السابق البالغ 6,400، مما يُعد اختراقًا مهمًا في هذا المجال—فإن القوة الخارقة والدقة واللين التي تتسم بها هذه الملاقط تشير إلى العديد من التطبيقات المحتملة.

تنوع التصميم وخيارات مواد صديقة للبيئة

ما يميز هذه الملاقط هو قوتها الفائقة ولطفها، بالإضافة إلى تصميمها متعدد الاستخدامات وخيارات المواد المتنوعة. ومن الممكن تصنيع الملاقط من مواد قابلة للتحلل الحيوي، مثل أوراق النباتات القوية. وقد يكون ذلك مفيدًا للتطبيقات التي تُستخدم فيها الملاقط لفترة محدودة فقط، مثل التعامل مع الأغذية أو المواد الطبية الحيوية، وفقًا ليائويي هونغ، المؤلف الرئيسي للدراسة. وأظهر الفريق أيضًا قدرة الملاقط على التعامل مع النفايات الطبية الحادة بأمان، مما يؤكد إمكاناتها في البيئات الطبية.

تعزيز الأيدي الاصطناعية وتوسيع الآفاق

اختبر الباحثون الملاقط من خلال دمجها مع يد اصطناعية تعمل بالعضلات، مما يُبرز إمكانات هذه الملاقط في تعزيز وظائف الأطراف الصناعية. وقالت هيلين هوانغ، المؤلفة المشاركة في الدراسة: «لا يمكن للملقط الجديد أن يحل محل جميع وظائف الأيدي الاصطناعية الحالية، لكنه قد يكمل تلك الوظائف الأخرى.»

يؤمن الفريق بأن التطبيقات المحتملة لهذه الملاقط تتجاوز بكثير مجال الأطراف الصناعية. وأضاف يين: «نعتقد أن تصميم الملقط يحمل إمكانات تطبيقات في مجالات تتراوح بين الأطراف الروبوتية ومعالجة الأغذية، وحتى التصنيع الدوائي والإلكتروني». ويحرص الباحثون على التعاون مع شركاء صناعيين لاكتشاف المزيد من التطبيقات الواقعية لهذه التكنولوجيا.

يُعد تطوير هذه الملاقط الروبوتية المستوحاة من فن الكيريغامي خطوة كبيرة في مجال الروبوتات الناعمة. وبفضل قدرتها على الموازنة بين القوة والدقة والنعومة، تُظهر هذه الملاقط نطاقًا واسعًا من التطبيقات المحتملة، بدءًا من المجال الطبي وصولاً إلى الصناعات التحويلية. ومع إمكانية استخدام مواد قابلة للتحلل البيولوجي، يتم تقليل الأثر البيئي لهذه التكنولوجيا إلى الحد الأدنى. ومع تطور التعاونات مع القطاعات الصناعية، يُتوقع اكتشاف المزيد من الاستخدامات المبتكرة لهذه الملاقط متعددة الأغراض.

الصورة توضح مصدر إلهام الملقط الروبوتي، وهو فن الكيريغامي، وهو نوع من أنواع فن أوريغامي الياباني المتعلق بطي الورق. وفي فن الكيريغامي، يتم قص الورق بالإضافة إلى طيه، مما ينتج عنه تصميم ثلاثي الأبعاد يبرز بعيدًا عن الصفحة.