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.



ابتكار سعودي لتحسين محطات معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام النانو تكنولوجي

غدير البلوي أثناء تسلمها جائزة «الإبداع والابتكار في استدامة المياه» (الشرق الأوسط)
غدير البلوي أثناء تسلمها جائزة «الإبداع والابتكار في استدامة المياه» (الشرق الأوسط)
TT

ابتكار سعودي لتحسين محطات معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام النانو تكنولوجي

غدير البلوي أثناء تسلمها جائزة «الإبداع والابتكار في استدامة المياه» (الشرق الأوسط)
غدير البلوي أثناء تسلمها جائزة «الإبداع والابتكار في استدامة المياه» (الشرق الأوسط)

في خطوة علمية مبتكرة، قدمت غدير البلوي، أستاذة مساعدة في جامعة تبوك بقسم الكيمياء، بحثاً رائداً في معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام تقنيات النانو تكنولوجي، وهو البحث الذي فازت من خلاله بجائزة «الإبداع والابتكار في استدامة المياه»، في نسخته الثالثة.

وتعتمد التقنية التي اقترحتها الباحثة على استخدام تقنيات النانو تكنولوجي بديلاً عن الطرق التقليدية المستخدمة في محطات التحلية، التي ترتكز عادة على استخدام طاقة عالية وضغط مرتفع. وما يميز هذا الابتكار أنه لا يتطلب ضغطاً مرتفعاً أو درجات حرارة عالية، مما يقلل من تكلفة عملية التحلية بشكل كبير. إضافة إلى ذلك، يتم تقليل وقت المعالجة إلى 4 ساعات فقط، مما يزيد من كفاءة العملية. كما يمكن أيضاً استخدام المياه المحلاة لري الأراضي أو في تطبيقات أخرى، ما يعزز من الاستدامة البيئية.

وإحدى أبرز مزايا هذه التقنية أنها صديقة للبيئة. إذ تستخدم البلوي مواد أكسدة صديقة للبيئة، مثل الهيدروجين بيروكسيد الذي عند تحليله ينتج أكسجين وكربون دايكسايد وماء، دون إنتاج مواد ضارة أو مسببة للأمراض مثل الكلور. وهذا يمثل إضافة كبيرة في معالجة مياه الصرف بشكل آمن وصحي.

وفيما يخص الجانب الاقتصادي، قالت غدير إن مشروعها يتمتع بمزايا اقتصادية كبيرة، حيث يتم خفض التكاليف بفضل استخدام الطاقة المنخفضة والوقت القصير. بالإضافة إلى ذلك، يعد هذا الابتكار خطوة نحو الاستفادة من الموارد المحلية في معالجة المياه، وهو ما يتماشى مع «رؤية 2023» في تعزيز الاستدامة البيئية وتطوير الحلول التقنية محلياً.

وتأمل البلوي في أن يتم تحويل هذا الابتكار إلى منتج صناعي يُستخدم بمحطات التحلية في المملكة، إذ يتم العمل حالياً على «تشجير الفكرة إلى منتج» بالتعاون مع الخبراء والشركات المتخصصة في هذا المجال.

وتتميز تقنية (WHPCO) بمزايا كثيرة، أبرزها قدرتها على إزالة الملوثات العضوية المقاومة، مثل المركبات العطرية، وإنتاج منتجات ثانوية غير ضارة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون. كما أن هذه التقنية تسهم في تقليل أوقات المعالجة وتخفيف كمية الحمأة الناتجة، مما يحسن كفاءة الطاقة، ويخفض من التكاليف التشغيلية لمحطات المعالجة.

ومن خلال تنفيذ هذه التقنية، يمكن للمملكة العربية السعودية تحسين جودة مياه الصرف الصحي وجعلها أكثر ملائمة لإعادة الاستخدام في مختلف القطاعات مثل الزراعة والصناعة، وحتى في مياه الشرب. كما أن هذه التقنية تسهم في تحقيق أهداف الاستدامة التي تتبناها المملكة ضمن «رؤية 2030»، خصوصاً في مجالات إدارة المياه والحد من تأثيرات التغير المناخي.