يأخذ أشكال حيوانات صغيرة.. أصغر روبوت متحرك في العالم يبلغ أقل من نصف ملمتر

التنافس في عالم الروبوتات لا يتعلق فقط بمدى قدرتها على تمثيل درجة عالية من الذكاء، بل أيضا في مدى صغرها وفاعليتها.

وبعد تمكن باحثين ألمان السنة الماضية من اختراع ما اعتبر حينها أصغر روبوت في العلم يبلغ طوله ملمتر واحد فقط، ابتكر علماء في جامعة نورث ويسترن بولاية إلينوي الأميركية “أصغر روبوت” في العالم حتى الآن يبلغ نصف ملمتر.

وتكمن أهمية الروبوتات الصغيرة جدا في كونها تستطيع إنجاز مهام دقيقة للغاية في العديد من المجالات، وخاصة في مجال الطب، إذ ستساعد في تشخيص أمراض الأعضاء الداخلية في جسم الإنسان.

يتحرك مثل البشر

وقالت مجلة Science Robotics  في دراسة نشرت عن هذا الروبوت، حسب قناة الحرة، إن عرضه يبلغ حوالي نصف ملليمتر، أي أصغر من سمك عملة “البنس” المعدنية، ويتم التحكم فيه عن بعد، ويأخذ أشكال حيوانات صغيرة مثل الديدان والسرطانات.

ويكون هذا الروبوت في حالته الأصلية مسطحا، مثل قطعة من الورق، ثم يتم إدخال حرارة الليزر لتتغير حالته ويبدأ في التحرك، وفق المؤلف المشارك للدراسة “جون روجرز”.

وقال روجرز وفق تصريحاته التي نقلتها “سي ان ان”   إنه عندما يتم استخدام الحرارة بتسلسل معين، يستطيع السرطان التحرك بطريقة تشبه تحرك البشر حيث يمكنه الالتواء والالتفاف والقفز.

واحتاج فريق روجرز، المكون من طلاب من مختلف المستويات الأكاديمية الذين جمعوا بين مهارات التفكير النقدي والإبداعي، عاما ونصف لإنشاء هذه الروبوتات الصغيرة.

ولاتزال هذه الروبوتات قيد التطوير حاليا ويتوقع الباحثون إمكانية استخدامها مستقبلا في العمليات ذات التدخل الجراحي المحدود ومعالجة الخلايا والأنسجة وإصلاح الآلات صغيرة الحجم وحتى في قطاع الطيران.

وتشير الدراسة المنشورة إلى تحديات قائمة في الوقت الحالي، من أهمها تصميم “الهياكل والمواد في مثل هذه الروبوتات لتحقيق معايير الأداء المطلوبة وأنماط التشغيل”.

نماذج سابقة

وفي سنة 2019، حسب موقع (DW)، تمكن باحثون في جامعة هارفارد الأمريكية من تصميم  آلة “روبوت” على شكل حشرة تطير باستخدام أربعة أجنحة مصنوعة من ألياف الكربون والبوليستر وخلايا ضوئية محدودة الصغر.

وذلك الروبوت، حسب نفس المصدر، يحمل اسم روبوبي اكس وينج  “Robobee X Wing  ويبلغ طوله أقل من 5 سنتيمترات ويزن 259 ميليغرام فقط ، ويمكن استخدامه لأغراض بيئية والطيران في الأماكن الصغيرة والضيقة، وفقا لمجلة “نيتشر” التي قامت بنشر تقرير عن التجربة.

وكان العلماء يواجهون دائما معضلة توفير مصدر طاقة لتشغيل نماذج مشابه لذلك الروبوت، فبينما تقوم الحشرات الحقيقية بتحريك أجنحتها لتتمكن من الطيران باستخدام الطاقة المحفوظة في العضلات، لا يحقق الاعتماد على البطاريات العادية مصدرا جيدا للطاقة فضلا عن ثقل وزنها.

وللخروج من هذا المأزق، زود الباحثون نموذج “روبوبي اكس وينج” بخلايا شمسية لتوليد طاقة تصل قوتها لحوالي 5 فولت، ومن ثم تكثيف الطاقة عبر مكثف خاص لتصل إلى 200 فولت.

ويقول نوح جيفيرز، الباحث في مجال الهندسة بجامعة هارفارد: “أردنا أن نرفع المستوى فيما يتعلق بكمّ الطاقة التي يمكن الحصول عليها من العضلات الصناعية في الروبوت ومدى كفاءة نظام التشغيل بأكمله”.

ولم يتمكن الروبوت من الطيران أكثر من بضعة ثوان حيث أن محركاته مازالت تعاني من عدم القدرة على تخزين الطاقة، ولكن أعضاء الفريق البحثي يؤمنون بقدرتهم على إيجاد حل لذلك مستقبلا.

وسابقا أيضا، حسب مصادر إعلامية، تمكن فريق علمي من جامعة جنوب كاليفورنيا من اختراع روبوت “روبيتل” بوزن 88 ميليجرامًا، وطول 18 ميليمترًا، ويعتمد على طاقة الميثانول، ويستخدم نظامًا عضليًا اصطناعيًا يمكّنه من التحرك بحرية وحمل أشياء تبلغ 2.6 ضعف حجمه، لمدة تصل إلى ساعتين، ما جعله حينها أصغر وأخف روبوت على الإطلاق؛ وقال مبتكر الروبوت، شيوفينج يانج: “أردنا إنشاء روبوت بوزن وحجم الحشرات الحقيقية.”

وللتغلب على مشكلة المحركات الكبيرة الحجم التي تحتاج إلى بطاريات كبيرة، صمم الفريق نظامًا عضليًا اصطناعيًا مصنوعًا من أسلاك خليط النيكل والتيتانيوم، والتي تتقلص بالحرارة ومغطاة ببودرة البلاتينيوم كمحفز لاحتراق الميثانول، ويعمل النظام على وقود الميثانول السائل الذى يخزن طاقة أكبر بعشر أضعاف من البطاريات ذات الحجم المماثل.

وتقوم آلية حركة الروبوت على تفاعل الميثانول مع بودرة البلاتينيوم فتتقلص الأسلاك وتُغلق مجموعة من الصمامات الدقيقة لإيقاف الاحتراق، وعندما تبرد الأسلاك تتمدد وتُفتح الصمامات من جديد، وتتصل حركة التمدد والتقلص هذه بالأرجل الأمامية، ما يمكن الروبوت من التقدم.

ويتوقع أن تعمل الروبوتات الدقيقة فى المستقبل فى خدمة مجموعة متنوعة من التطبيقات؛ مثل فحص البنى التحتية أو فى مهام البحث والإنقاذ عقب الكوارث الطبيعية، وربما تساعد فى عمليات التلقيح الاصطناعى ومراقبة البيئة.