طراحی ربات های مایع و فوق نازک

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، در سال‌های اخیر، دانشمندان علم رباتیک انواع مختلف از سیستم‌های رباتیک را با ساختار‌ها و قابلیت‌های متفاوت طراحی کردند که یا از مواد سخت مانند فلزات یا از مواد نرم مانند سیلیکون و مواد لاستیکی ساخته شده اند.

محققان دانشگاه هنگ‌کنگ در کشور هنگ‌کنگ و آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در ایالات متحده آمریکا، به تازگی ربات‌های نرمی را طراحی کرده‌اند که ربات آبی (Aquabots) نامیده می‌شود.

بیشتر سیستم بیولوژیکی این ربات‌ها از آب یا محلول‌های آبی دیگر تشکیل شده است. ربات‌های جدید که در مقاله‌ای در مجله اِی‌سی‌اِس نانو (ACS Nano) معرفی شدند، می‌توانند کاربرد‌های زیست‌پزشکی و زیست‌محیطی بسیار ارزشمندی داشته باشند.

دانشمندان برای ساخت این ربات‌ها، تکنیک‌های پرینت سه‌بعدی تمام‌مایع را با سیستم دو فازی آبی (ATPS) همراه کردند؛ این استراتژی برای مونتاژ ساختار‌های سه‌بعدی، برای تحقق ساختار‌های مصنوعی است که از سیستم‌های بیولوژیک تقلید می‌کند. این تیم پژوهشی بر سیستم دو فازی آبی تمرکز کرده‌اند.

در شروع کار، دانشمندان این تیم پژوهشی به امکان ادغام نانوذرات مغناطیسی در سیستم‌های دوفازی آبی فکر کردند. این به آن‌ها اجازه می‌دهد تا حرکت سازه‌های سیستم دوفازی آبی را با استفاده از میدان‌های مغناطیسی خارجی هدایت کنند که سیستم‌های رباتیکی را تولید می‌کند که بسیار نرم و انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند با عملکرد‌های خاص سازگار شوند.

به گفته این دانشمندان، ربات‌های نرم فعلی برای موادی مانند پلی‌دی‌متیل سیلوکسان‌ها ساخته شده‌اند که برای ایجاد انعطاف‌پذیری عالی هستند؛ اما میزان فشرده‌سازی آن‌ها محدودیت دارد. عامل‌دار کردن آن‌ها با عملکرد‌های شیمیایی خاص برای جذب و تحویل مواد مهم، اما دشوار است. ربات آبی بر این محدودیت‌ها غلبه می‌کند.

ربات‌های معرفی‌شده توسط این تیم در محیط‌های آبی مونتاژ شدند. این بدان معنی است که آن‌ها می‌توانند در محیط‌های آبی کار کنند و همچنین می‌توانند برای انجام وظایف خاص با استفاده از ترکیبات محلول در آب سازگار شوند.

دانشمندان می گویند : ربات‌های آبی فرصت‌های جدیدی را برای تکثیر مواد و ویژگی‌های الهام‌گرفته از زیست‌شناسی، مانند نفوذپذیری دینامیکی و جداسازی ایجاد می‌کند. ربات‌ها کاملاً آبی هستند و آب در داخل و خارج از آن‌ها وجود دارد. آن‌ها با محیط زیست سازگارند؛ بنابراین تصور کاربرد‌های زیست‌پزشکی برای آن‌ها دور از ذهن نیست مثلاً در داخل بدن که احتمال نیاز به استفاده از چنین سازه‌هایی وجود دارد.

ساختار ربات آبی معرفی‌شده در مقاله اخیر این تیم پژوهشی بسیار ساده است؛ زیرا نمونه اولیه‌ای است که نشان می‌دهد این نوع ربات چگونه مونتاژ می‌شود. با این حال، در آینده می‌توان از همین فرایند برای ایجاد ساختار‌های پیچیده‌تر به منظور انجام کار‌های پیشرفته‌تر استفاده کرد.

در آینده، ربات آبی می‌تواند کاربرد‌های هیجان‌انگیزی در زیست‌پزشکی و زیست‌محیطی داشته باشد؛ مثلاً می‌توان از آن‌ها برای رساندن دارو به مکان‌های خاص در داخل بدن انسان استفاده کنند.