ثورة تقنية بعالم الإنقاذ.. روبوت يتمدد جسمه حسب الطلب

تمكن فريق بحثي مشترك من المعهد الإيطالي للتكنولوجيا، وجامعة مونبلييه بفرنسا، وضع خطوة مهمة على طريق توفير الدعم التقني لجهود الإنقاذ، وذلك عبر الإعلان عن نموذج أولي لروبوت على شكل ثعبان يستطيع القيام بهذا الدور.

والروبوت الجديد يعتمد على تقنية مبتكرة استلهمها الباحثون من النباتات، وتتيح له أن يقرر بشكل مستقل متى يمدد جسمه، ومقدار هذا التمدد بناء على البيئة المحيطة به، بحيث يستطيع حينها الوصول إلى أماكن يصعب على الروبوتات التقليدية الوصول لها.

وقال الباحثون في شرحهم لتفاصيل تلك التقنية في دراسة نشرتها دورية "ساينس روبوتكس": إنهم نجحوا في تجاوز سلبيات المحاولات السابقة لعلماء آخرين حاولوا إنتاج روبوتات متنامية (أي ينمو جسمها حسب الحاجة).

واستخدم الباحثون في المحاولات السابقة لتصنيع الروبوتات المتنامية أسلوبين رئيسيين، كان لكل منهما مشاكله:

أولا- انقلاب الجلد المدفوع بالهواء المضغوط:

وفيه يكون الروبوت عبارة عن هيكل آلي ناعم يشبه أنبوبا مجوّفا مصنوعا من مادة مرنة، ويتم ضغط الجزء الداخلي من الأنبوب بالهواء أو الغاز، ومع زيادة الضغط تبدأ المادة المرنة التي تشكل جدران الأنبوب في الانقلاب من الداخل إلى الخارج.

وواجه هذا النهج عده تحديات في تحقيق حركة فعالة في بيئات ثلاثية الأبعاد غير منظمة، وبالتالي كانت هناك قيود تتعلق بالقدرة على التكيف والاستجابة للظروف المتغيرة.

ثانيا- أنابيب الاستطالة المضغوطة:
ويتكون الروبوت المصنوع بهذا الأسلوب من أنابيب مرنة مرتبة في تكوين معين، وتتمتع هذه الأنابيب بالقدرة على الاستطالة أو التمدد عند الضغط على أجزائها الداخلية، وتكون الأنابيب في البداية بحالة استرخاء أو تقلص، وعند إدخال سائل مضغوط (مثل الهواء أو غاز آخر) إلى الأنابيب، فإن الضغط يؤدي إلى استطالتها.

ولم يحقق هذا النهج النجاح بسبب تحديات في إمكانية التحكم في عملية الضغط لتحقيق استطالة دقيقة تحقق الغرض، وضمان سلامة هيكل الأنابيب تحت الضغط.

وللتغلب على هذه التحديات، استلهم الباحثون من المعهد الإيطالي للتكنولوجيا وجامعة مونبلييه بفرنسا، تصميم روبوت جديد اسموه "فيلوبوت" من النمو التكيفي للنباتات المتسلقة، بحيث يحاكي "آلية قمة البراعم" الموجودة في سيقان النباتات، مما أدى إلى نوع قادر على التنقل بكفاءة دون الحاجة إلى حركات مبرمجة مسبقا.

وتشير "آلية قمة البراعم" إلى الجزء العلوي من فرع النبات، حيث يحدث انقسام الخلايا النشط في النسيج الإنشائي، مما يؤدي إلى نمو وامتداد جسم النبات، وتشارك تلك الآلية في الإدراك الحسي الذي يوجه نمو النبات استجابة للمحفزات البيئية.

وتلعب المستقبلات الضوئية وخلايا استشعار الجاذبية الموزعة في جميع أنحاء قمة البراعم دورا في السلوكيات الضوئية (الاستجابة للضوء) والجاذبية (الاستجابة للجاذبية).

ووفق هذه الآلية الموضحة بالدراسة، فإن الروبوت "فيلوبوت"، سيكون قادرا على محاكاة النمو التكيفي والاتجاهي الملحوظ في النباتات حتى يتمكن من التنقل في البيئات غير المنظمة بشكل فعال.

وصُمم الروبوت لاستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء كتلة إضافية للجسم، مما يسمح له بالاستطالة، حيث يحتوي رأس الروبوت على حبر الطابعة ثلاثية الأبعاد، وهو نوع من البلاستيك يستخدم لطباعة مادة الجسم (حمض البوليلاكتيك)، ويحتوي الروبوت على أنبوب داخل جسمه يغذي الرأس.

ويتم برمجة الروبوت لينمو في اتجاهات محددة، مثل اتجاه الضوء أو ضد الجاذبية، ويوجد داخل الرأس إلكترونيات تستجيب للإشارات الصادرة عن أجهزة الاستشعار الخارجية الموجودة في الرأس.(الجزيرة نت)