روبوت معدني ينصهر ليجد طريقه للهروب من أماكن ضيقة

 25 يناير 2023

 

بقلم كارميلا بادافيك كالاهان

 

المترجم: عدنان أحمد الحاجي

 

المقالة رقم 28 لسننة 2023

 

Metal robot can melt its way out of tight spaces to escape

 

25 January 2023

 

 

By Karmela Padavic-Callaghan

 

بإمكان روبوت مصغر يبدل شكله أن ينصهر ويعيد تشكيل نفسه مرة أخرى، مما يسمح له بإكمال مهمات في أماكن يصعب الوصول إليها، بل حتى يتمكن من الهروب بين قضبان الأقفاص.  لذلك يمكن استخدامه في المستقبل كآلة لحام لا تحتاج إلى استخدام اليدين أو كأداة لاستخراج أجسام سامة مبتلعة.

الروبوتات اللينة والمطاوعة (المرنة) إلى الحد الذي يمكن أن تعمل حتى في المساحات الضيقة والحساسة، كتلك الموجودة بالفعل في جسم الإنسان⁽¹⁾، لكنها لا تستطيع أن تجعل نفسها أكثر متانةً وثباتًا وقوةً عندما تصبح تحت الضغط أو عندما تحمل وزنًا أثقل منها.  ابتكر كارمل مجيدي Carmel Majidi من جامعة كارنيجي ميلون في بنسلفانيا وزملاؤه روبوتًا لا يستطيع فقط أن يغير شكله، بل بإمكانه أن يصبح قويًا أو ضعيفًا أيضًا وذلك بالتبدل بين كونه مادة صلبة أو مادة سائلة / منصهرة.

مقطع فيديو يبين كيف يمكن أن يستخدم هذا النوع من الروبوتات لاستخراج أجسام مبتلعة 

https://youtu.be/gUfsFVPVa08

 

لقد صنع فريق البحث الروبوت بحجم ملليمتر من مزيج من معدن الغاليوم gallium السائل وقطع أجسام مجهرية دقيقة من مادة مغناطيسية مصنوعة من النيوديميوم neodymium والحديد والبورون boron.  عندما تكون هذه المادة صلبة، تصبح قوية إلى الحد الذي يمكنها حمل جسم يفوقها في الكتلة بـ 30 مرة. لجعل هذه المادة مطاوعة أو قابلة لتمدد أو متحركة، أو لجعلها خليط ملاط ذائب زاحف حسب الحاجة للاستخدام في مهمات مختلفة، وضع الباحثون هذه المادة الجديدة بالقرب من مغناطيس⁽²⁾.  المجالات المغناطيسية المعمولة خصيصًا لهذه المغناطيس تمارس قوى مغناطيسية على قطع من الأجسام المغناطيسية الصغيرة في الروبوت، ولذلك تستطيع تحريكها وتغيير شكل المعدن المحيط بها في اتجاهات مختلفة.

على سبيل المثال، قام الفريق بمد الروبوت وذلك بتعريضه لمجال مغناطيسي يسحب هذه الجسيمات المغناطيسية في اتجاهات متعددة.  استخدم الباحثون أيضًا حقلاً أقوى لشد الجسيمات نحو الأعلى، مما يجعل الروبوت قادرًا على القفز. عندما استخدم مجيدي وزملاؤه حقلاً مغناطيسيًا مترددًا - مما يعني أنه مجال يتغير شكله بنحو متوقع بمرور الوقت - الإلكترونات في المعدن المسال للروبوت انتجت تيارًا كهربائيًا.  جريان هذه التيار عبر جسم الروبوت جعله ساخنًا ومن ثم أدي ذلك ذلك إلى انصهاره تدريجيًا.

يقول مجيدي: "لا أعرف مادة أخرى بهذه الجودة تغير مستوى صلابتها بهذا القدر".

مستغلاً هذه المرونة المطاوعة، استخدم الفريق روبوتين لـ لحام مصباح صغير بلوحة دائرة كهربائية.  عندما وصلت إلى موقع اللحام، انصهرت الروبوتات فوق حواف المصباح الكهربائي ولحمتها باللوحة الكهربائية. يمكن للتيار الكهربائي بعد ذلك أن يمر عبر أجسام الروبوت المعدنية المنصهرة ويضيء المصباح الكهربائي.

وفي تجربة أخرى أجروها داخل معدة اصطناعية، طبق الباحثون مجموعة أخرى من المجالات المغناطيسية لجعل الروبوت يقترب من أحد الأجسام، وينصهر فوقه ويسحبه إلى الخارج. أخيرًا، قاموا بتشكيل الروبوت في شكل قطع الليغو البلاستيكية Lego minifigure، ثم ساعدوه على الهروب من   القفص وذلك بعد صهره وجعله يتدفق بين قضبان القفص.  بمجرد أن انسكب خليط الملاط الروبوتي السائل عاد إلى شكله الأصلي الصلب.

يمكن استخدام هذه الروبوتات المنصهرة في الإصلاحات الطارئة في الحالات التي تصبح فيها الأيدي البشرية أو الروبوتات التقليدية غير عملية، كما يقول لي زانغ Li Zhang من الجامعة الصينية في هونغ كونغ.  على سبيل المثال، قد يحل الروبوت المنصهر محل برغي مفقود في مركبة فضائية وذلك بالتدفق في مكان هذا البرغي ثم التجمد / التصلب بعد ذلك، كما يقول. ولكن حتى يمكن استخدام هذه المادة الروبوتية داخل المعدة الحية، يجب على الباحثين أولاً تطوير طرق لتتبع موضع الروبوت بدقة في كل خطوة من خطوات هذه العملية حتى تُضمن سلامة المريض، كما يقول تشانغ.

 

 

مصادر من داخل النص

1- https://www.newscientist.com/article/2314395-robot-made-of-magnetic-slime-could-grab-objects-inside-your-body/

 

2- https://www.newscientist.com/article/2260227-magnetic-spray-turns-objects-into-mini-robots-that-can-deliver-drugs/

 

المصدر الرئيس

https://www.newscientist.com/article/2356076-metal-robot-can-melt-its-way-out-of-tight-spaces-to-escape/