باحثون يُعلنون تطوير أول ساق آلية بـ«عضلات اصطناعية»

روبوت للمهام المنزلية (رويترز)
روبوت للمهام المنزلية (رويترز)
TT

باحثون يُعلنون تطوير أول ساق آلية بـ«عضلات اصطناعية»

روبوت للمهام المنزلية (رويترز)
روبوت للمهام المنزلية (رويترز)

أعلن فريق علمي، بقيادة باحثين سويسريين، الاثنين، أنه صمَّم أول ساق آلية بـ«عضلات اصطناعية»، وهي عبارة عن جيوب مملوءة بالزيت، تسمح بالقفز على أسطح مختلفة. وفقاً لـ«وكالة الصحافة الفرنسية».

وفي مقطع فيديو مصاحِب للدراسة التي نشرت نتائجها مجلة «نيتشر كوميونيكيشنز» (Nature Communications)، تظهر الساق الروبوتية الصغيرة وهي تقوم بقفزات صغيرة في دائرة مغطّاة بالعُشب والرمل والحجارة.

ويأمل الباحثون في أن تُستخدم تقنيتهم في الروبوتات القادرة على «إنجاز مهام منزلية مُمِلّة»، على ما قال الباحث روبرت كاتشمان، المشارك في إعداد الدراسة.

واستلهم فريق الباحثين من واقع أن جسم الإنسان يستخدم حوالى 600 عضلة، لإنشاء روبوت قادر على المشي والقفز بسلاسة.

وللقيام بذلك استخدم هؤلاء ما يُسمى «العضلات الاصطناعية»، المعروفة أيضاً باسم المحركات الكهربائية الهيدروليكية.

تشبه هذه العضلات أكياس تجميد صغيرة، متّصلة بالعظام المعدنية للساق الآلية، وهي مملوءة بالزيت ومجهَّزة بأقطاب كهربائية، وتنقبض وتسترخي عن طريق محاكاة حركة العضلات الحيوانية.

وقال كاتشمان، وهو أستاذ علم الروبوتات في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيوريخ، إن الروبوتات العادية الشبيهة بالبشر مصنوعة بمحركات ومفاصل معدنية صلبة، مماثلة لتلك المستخدَمة في خطوط التجميع الصناعية.

ولفت إلى أن هذه الروبوتات الصناعية ثقيلة للغاية، وبالتالي خطرة، ومكلِّفة بما يمنع استخدامها في المنزل، ولا ينبغي للروبوت المنزلي أن يكون قادراً على حمل الأحمال فحسب، بل يجب أن يكون مزوَّداً أيضاً بالقدرة على «العناق أو المصافحة».

وتتمتع تقنية العضلات الاصطناعية بميزة استخدام طاقة أقل مقارنةً بالمحرك التقليدي عند ثنْي رُكبة الروبوت، حسب الدراسة. وتُتيح للساق الاقتراب من التضاريس الصعبة بمزيد من الرشاقة، وفق الباحثين.

ولا تزال الأبحاث في مجال المحركات الكهروهيدروليكية حديثة نسبياً.

ويمكن للساق التي خضعت للاختبار أن تقفز 13 سنتيمتراً، أو 40 في المائة من ارتفاعها، لكنها في هذه المرحلة لا تستطيع أداء هذا العمل إلا ضمن دائرة، حيث تكون متصلة بمحور تدور حوله.

ولم يتمكن العلماء بعدُ من تطوير روبوت آلي يعمل بشكل كامل باستخدام عضلات اصطناعية، لكنّ البروفيسور كاتشمان يعتقد أن إنتاج عضلات اصطناعية على نطاق واسع، مدفوعاً بانخفاض تكلفة مكوناتها، يمكن أن يسرّع الحركة.



تقنية علمية مذهلة تكشف عن إمكانية جعل الجلد شفافاً باستخدام صبغة بيولوجية

علماء ينجحون في جعل جلد الفئران شفافاً باستخدام صبغة «تارترازين»
علماء ينجحون في جعل جلد الفئران شفافاً باستخدام صبغة «تارترازين»
TT

تقنية علمية مذهلة تكشف عن إمكانية جعل الجلد شفافاً باستخدام صبغة بيولوجية

علماء ينجحون في جعل جلد الفئران شفافاً باستخدام صبغة «تارترازين»
علماء ينجحون في جعل جلد الفئران شفافاً باستخدام صبغة «تارترازين»

في إنجاز علمي مبتكر نجح فريق من الباحثين، بقيادة عالِم المواد زيهاو أو من جامعة ستانفورد، في تطوير تقنية تجعل أجزاء من جلد الفئران الحية شفافة، هذه التقنية تعتمد على صبغة بيولوجية آمنة تُدعى «تارترازين»، والتي تساعد على تعديل قدرة الأنسجة على تشتيت الضوء، مما يتيح رؤية واضحة للتفاصيل الداخلية للجسم.

وفقاً لأو وفريقه، تعمل الصبغة على تعديل معامل الانكسار في السوائل المحيطة بالخلايا، مما يقلل تشتت الضوء ويسمح برؤية الأنسجة الداخلية بوضوح.

وعلَّق زميله، غوسونغ هونغ، بأن هذه التقنية قد تُحدث ثورة في عدد من المجالات الطبية، حيث يمكن أن تسهم في تبسيط عمليات سحب الدم، وإزالة الوشم باستخدام الليزر، وحتى المساعدة في الكشف المبكر عن السرطان.

التقنية الجديدة تستند إلى تعديل خصائص الضوء المارّ عبر الأنسجة. وعادةً ما يتشتت الضوء عند مروره بطول موجة معين عبر موادّ ذات خصائص انكسارية مختلفة، ما يجعل الأنسجة غير شفافة. لكن، عندما تتشارك هذه المواد البيولوجية معامل الانكسار نفسه، يمكن أن تنتقل أشعة الضوء بوضوح عبر الحدود، مما يتيح رؤية أدق للتفاصيل.

في الطبيعة، تمتلك بعض الحيوانات، مثل الضفادع الزجاجية وسمك الزرد، هذه القدرة على الشفافية بشكل طبيعي. وقد استطاع الباحثون تقليد هذا الأمر في الفئران باستخدام صبغة «تارترازين» التي تمتص أطوالاً موجية معينة من الضوء، وتقلل تشتته، ما يسمح بالرؤية الواضحة للأوعية الدموية والأعضاء الداخلية.

وأظهرت التجارب الأولية على الفئران نتائج مذهلة، حيث تمكَّن الفريق من رؤية العضلات والأوعية الدموية بوضوح، بل مراقبة حركة الجهاز الهضمي أثناء عمله.

وعلى الرغم من هذه النتائج الواعدة، فإن الفريق يدرك أن جلد الإنسان أكثر سمكاً بكثير من جلد الفأر، ما يتطلب مزيداً من البحث قبل التأكد من نجاح هذه التقنية على البشر. ومع ذلك يأمل الباحثون أن تفتح هذه الخطوة أبواباً جديدة في مجال الطب الحيوي.

وتُعدّ هذه التقنية إنجازاً مهماً في مجال العلوم الحيوية، وقد تسهم في تحسين عدد من التطبيقات الطبية؛ من تسهيل الفحوصات الطبية، إلى تعزيز دقة العمليات الجراحية. وعلى الرغم من التحديات المتبقية، يبدو المستقبل واعداً لمزيد من الابتكارات التي قد تجعل الشفافية أداة رئيسية في الطب الحديث.