الهندسة والآليات > الروبوتات
روبوت هوائي متحرك، هل هو الروبوت المثالي؟
نستطيع القول إننا اليوم في عصر الروبوتات بمختلف أنواعها ووظائفها، فجميعنا يعلم عن الروبوتات التقليدية، لكن أغلبنا لا يعلم كثيرًا عن الروبوتات المرنة، فما تلك الروبوتات؟
نبذة مبسطة عن الروبوتات المرنة (Soft Robots):
تُصنَع الروبوتات التقليدية من قطع صلبة جامدة تتأثر بالضربات والخدوش والمطبات والسقوط، مما يجعلها غير عملية في بعض الأحيان، على عكس (الروبوتات المرنة Soft Robot)؛ إذ تستلهم فكرتها من كائنات حية متعددة، مثل: الديدان ونجم البحر والأخطبوط، فتمكنهم المرونة من تجاوز كل ما تعاني منه الروبوتات التقليدية، إضافةً إلى مراوغة العقبات في طريقها، وغالبًا ما تكون هذه الروبوتات أرخص وأخف وزنًا، وأكثر أمانًا للإنسان (1).
يمكن أن يسهم التقدم في مجال هذه الروبوتات (Soft Robots) بالسماح يومًا ما لها بالعمل جنبًا إلى جنب مع البشر، ومساعدتهم على رفع الأشياء الثقيلة أو حملها بعيدًا عن الخطر، ولكن يقف أمام هذه الآمال تحدي صعب، ألا وهو القدرة على الحركة بسهولة وحرية (2).
لماذا نوع جديد؟
لا تستطيع هذه الروبوتات الحركة بحرية مع كل ما تتميز به من صفات تتفوق بها على الروبوتات التقليدية، وكانت هذه العقبة هي ما دفعت الباحثين إلى اختراع روبوت مرن جديد.
يعلق ناثان Nathan (مهندس حديث التخرج من قسم الهندسة الميكانيكية في جامعة Stanford) موضحًا المشكلة التي تعاني منها الروبوتات المرنة قائلًا: "يجب إرفاق الروبوتات المرنة بضاغط هواء ضخم أو توصيلها بالحائط، مما يعيق حركتها بحرية، ويمثل هذا أحد القيود التي يعاني منها هذا النوع من الروبوتات"، ويضيف متسائلًا "ماذا لو أبقينا كمية الهواء كما هي داخل الروبوت، من دون أي تغيير؟"
مثّل هذا التساؤل نقطة الانطلاق عند الباحثين من جامعة ستانفورد الإنجليزية/ Stanford لتطوير نوع جديد من الـ soft robots في خطوة نحو المستقبل (2).
مراحل التصميم:
صُمِمَ الروبوت المقترح على مرحلتين، المرحلة الأولى على هيئة نسخة بسيطة، أمَّا المرحلة الثانية فهي الأكثر تعقيدًا وفعاليةً.
النسخة البسيطة: يتكون الروبوت من أنبوب منفوخ بالهواء، يمر من خلال ثلاث آلات صغيرة تضغط عليه في شكل مثلث، بحيث تسيطر آلة واحدة على طرفي الأنبوب معًا، وعندما تتحرك الآلتان الباقيتان على طول الأنبوب، يتغير الشكل العام للروبوت عن طريق تحريك الزوايا.
أطلق الباحثون على هذا النوع الجديد اسم Isoperimetric robot.
(2)
تُغير الآلات الطرفية أطوالَ أضلاع المثلث؛ إذ يبقى مجموع الطول الكلي للأضلاع جميعها كما هو مع تغيُّر طول كل ضلع (3)، وهذه ميزة أخرى يكتسبها هذا النوع إضافة إلى قدرته على الحركة، ولكن كيف يحدث هذا التغيُّر؟
تجيب سانتا باربرا Santa Barbara (مؤلفة مشاركة في ورقة البحث): "نستطيع استخدام الهواء الموجود لدينا بالفعل (أي الهواء داخل الروبوت) وتحريكه باستخدام هذه المحركات البسيطة، فهذه طريقة أكثر كفاءة، وتسمح للروبوت بالتحرك بسرعة أكبر"، مما يعني أننا نتحكم بهيكل الروبوت عن طريق بضع محركات تقليدية (2).
وبعدها تحول الشكل البسيط إلى شكل معقد وأكثر فعاليةً.
النسخة المعقدة: ربط الباحثون عدة مثلثات معًا، فتحول الشكل البسيط لشكل أكثر تعقيدًا؛ إذ نجد أننا أمام مجموعة من بكرات روبوتية فردية تعمل معًا لتحريك الروبوت وتغيير شكله، لتصبح هذه النسخة من الروبوت قادرة على تأدية عدد من الحركات، مثل التقاط الكرة (2).
ما المميز في النوع الجديد؟
يمكننا تلخيص مزايا النوع الجديد في عدة نقاط، يتمتع هذا النوع بمزايا الروبوتات التقليدية مع الإحتفاظ بقدرته على التحرك دون الحاجة إلى مضخة هواء أو حبل، بل إنه قادر على لعب القليل من كرة السلة أيضًا، كما أنه يستطيع تغيير شكله تمامًا، فوجود هذه المزايا مجتمعةً في روبوت واحد تجعله روبوت مميز مع إمكانيات كبيرة (2،3).
ما الهدف من النوع الجديد؟
استطاع الباحثون التغلب على العقبة الأساسية التي كانت تحد من قدرة الروبوتات الهوائية المرنة، فقد أصبح لدينا روبوت هوائي مرن قادرعلى الحركة بمفرده، لا يحتاج إلى ضخ الهواء بداخله بين الحين والآخر (4).
بعد تخطي هذه العقبة، كيف سيؤثر هذا النوع في حياتنا؟
تطبيقات محتملة
يتميز النوع الجديد بقدرته على تغيير شكله، ويتميز أيضًا بطبيعته المرنة والآمنة كما ذكرنا، مما يجعله مناسبًا للعديد من الاستخدامات المختلفة في المنزل وأماكن العمل، مثل العمل بجانب العمال واستخدامه أداة في الفصول المدرسية، على عكس الروبوتات التقليدية التي قد تشكل خطرًا أو قد تسبب الإصابة (2).
يُجرب الباحثون الآن أشكال مختلفة من هذا الروبوت الجديد؛ إذ يعملون على وضعه في الماء لمعرفة ما إذا كان يستطيع السباحة مثلًا (2).
يمتلك هذا الروبوت الجديد عدة خصائص قلما نجدها مجتمعة في روبوت واحد، فهو خطوة عظيمة نحو المستقبل، وحجر الأساس لتكنولوجيا متطورة تفتح أمامنا كثير من المجالات الواسعة.
المصادر: