ربات های نرم رشد می نمایند - مجله گیتی رو

از وبگاه سایِنس دِیلی (Science Daily)، یک تیم میان رشته ای متشکل از دانشمندان و مهندسان دانشگاه مینه سوتا، در آمریکا، فرایند اکستروژن (رانش) را با الهام از گیاهان طراحی نموده اند که در نوع خود نخستین است و رشد موادمصنوعی را ممکن می سازد. روش نو، این امکان را برای پژوهشگران فراهم می نماید که ربات های نرم بهتری بسازند که می توانند در مکان های صعب العبور، محیط های پیچیده و بعضی قسمت های داخل بدن انسان حرکت نمایند.

کریس الیسون (Chris Ellison)، استاد گروه مهندسی شیمی و علم مواد دانشگاه مینه سوتا، گفت: طراحی روش های نو فراوری برای رقابت پذیری و ارایه محصولات نو به مردم بسیار مهم است. در بخش رباتیک، ربات ها بیش از پیش در محیط های خطرناک و دورافتاده استفاده می شوند و این همان جایی است که این کار باید تأثیرش را بگذارد.

رباتیک نرم یک رشته نوظهور است که ربات ها در آن از مواد نرم و انعطاف پذیر ساخته می شوند. ربات های نرم در حال رشد می توانند مواد نوی ایجاد نمایند و در حین حرکت، رشد نمایند. می توان از این ماشین ها برای انجام عملیات در منطقه ها دورافتاده ای استفاده کرد که انسان نمی تواند به آنجا برود؛ مانند بازرسی یا نصب لوله های زیرزمینی یا حرکت داخل بدن انسان برای کاربردهای زیست پزشکی.

ربات های نرم فعلی که در حال رشد هستند، دنباله ای از مواد جامد را پشت سر خود می کشند و می توانند از گرما یا فشار برای تبدیل آن مواد به ساختاری دائمی تر استفاده نمایند که شباهت زیادی به نحوه تغذیه چاپگر سه بعدی با رشته جامد برای فراوری محصول شکل دار خود دارد. به هر حال، کشیدن مواد جامد در اطراف خم ها و پیچ ها سختتر می گردد و حرکت ربات ها را در مواجهه با موانع روی زمین یا مسیرهای پرپیچ وخم سخت می نماید.

تیم دانشگاه مینه سوتا این مشکل را با طراحی یک ابزار نو برای اکستروژن حل کرد: فرایندی که مواد در آن به وسیله یک دهانه عبور می نمایند تا شکلی خاص ایجاد نمایند. استفاده از این فرایند نو به ربات اجازه می دهد تا به جای ساخت مواد مصنوعیِ خود با استفاده از مواد جامد، آن ها را با مایعات بسازد.

دانشمندان می گویند: از نحوه رشد گیاهان و قارچ ها الهام گرفتیم. گیاهان و قارچ ها موادی را در انتهای اندام خود، هم در نوک ریشه و هم در شاخه های نو، جمع می نمایند و ما این فرایند را به یک سیستم مهندسی ترجمه کردیم.

گیاهان از آب برای انتقال بلوک های ساختمانی استفاده می نمایند که هم زمان با رشد گیاه به ریشه های جامد تبدیل می شوند. پژوهشگران با استفاده از تکنیکی به نام فوتوپلیمریزاسیون که در آن از نور برای تبدیل مونومرهای مایع به ماده جامد استفاده می گردد، توانستند با استفاده از مواد مصنوعی از این فرایند تقلید نمایند. با استفاده از این فناوری، ربات نرم می تواند به آسانی از موانع و مسیرهای پرپیچ وخم عبور کند بدون اینکه احتیاج داشته باشد مواد جامد را پشت سر خود بکشد.

این فرایند نو در فراوری نیز کاربرد دارد. پژوهشگران در این تکنیک فقط از مایع و نور استفاده می نمایند؛ در نتیجه، احتمالاً به عملیاتی که از گرما، فشار و ماشین آلات گران قیمت برای ایجاد و شکل دادن به مواد استفاده می نماید، احتیاجی نیست.

خبرنگاران علمی پزشکی فناوری