عضلات صناعية تحاكي تشريح الجسم البشري

قام الباحثون في جامعة نورث وسترن بإنشاء جهاز ناعم ومرن يتيح للروبوتات تقليد حركة العضلات البشرية. تُعد هذه التكنولوجيا الجديدة، والتي تُطلق عليها اسم الناشط الناعم، تقدمًا هامًا في مجال الروبوتات.

في دراسة نُشرت مؤخرًا، يشرح فريق البحث كيف أن الناشطات الروبوتية التقليدية عادة ما تكون صلبة ومكلفة. هذه الخصائص يمكن أن تحد من سلامتها، خاصة في البيئات التي يتفاعل فيها البشر والروبوتات. من ناحية أخرى، يتم طباعة الناشط الناعم الذي تم تطويره حديثًا بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من مادة الكاوتشوك الشائعة، مما يجعله رخيص التكلفة (تقريبًا 3 دولارات).

أعلن رايان تروبي، الباحث الرئيسي، قائلاً: “إذا اصطدم الروبوت الناعم بشخص، فإن الأثر سيكون أقل ألمًا بكثير مقارنةً بالروبوت الصلب الجامد. يجعل العملاء لدينا الروبوتات أكثر ملاءمة للبيئات التي تركز على التفاعل البشري. بالإضافة إلى ذلك، يتيح تكلفتهم المنخفضة تطبيقات أوسع كانت في السابق مكلفة جدًا للنظر فيها.”

يستلهم تصميم العميل الجديد من العضلات البشرية، التي تتقلص وتتصلب في نفس الوقت لتسهيل الحركة وممارسة القوة.

أضافت تروبي: “عندما تلوي غطاء الجرة، تتوتر عضلاتك وتتصلب لتطبيق القوة اللازمة. لقد تم تجاهل هذا الجانب من وظائف العضلات في الروبوتات الناعمة. تصبح معظم الأجهزة الناعمة أكثر مرونة عند الاستخدام، ولكن تصميمنا يصبح في الواقع أكثر صلابة أثناء التشغيل.”

يحقق المشغل الجديد هذا من خلال استخدام “الأجهزة المساعدة الشيارية اليدوية” (HSAs) المطبوعة ثلاثيًا والمصنوعة من الجوز. تتوسع وتمتد هذه ال HSAs عند اللف، مما يمنح المشغل القدرة على نقل القوة بفعالية. كانت هذه الميزة ناقصة في الروبوتات الناعمة السابقة.

لإبراز قدرات المُشغل، أنشأ الباحثون روبوتًا يزحف مثل الديدان وعضلة ريشاء صناعية. تمكن الروبوت الزاحف، الذي يبلغ طوله 26 سنتيمترًا فقط، من التنقل بمهارة في الأماكن المحدودة، في حين أن العضلة الريشاء الصناعية رفعت بنجاح وزن 500 جرام 5000 مرة متتالية.

يتفاءل الباحثون بشأن التحسينات المستقبلية. بينما يُظهر النموذج الحالي إمكانية تحقيق المفهوم، سيركز البحث المستقبلي على تحسين أداء المُشغل. يهدف الباحثون إلى زيادة سرعته وقوته لتوسيع نطاق تطبيقاته المحتملة.