روبوت جديد خنفسائي... بلا بطاريات

روبوت على شكل خنفساء وزنه 88 ملليغراماً يعمل بالميثانول

لطالما فكر علماء في تصميم روبوتات صغيرة قادرة على التنقل في بيئات لا يصلها الإنسان، أو أنها تشكل خطراً كبيراً عليه، إلا أن إيجاد طريقة لمدها بالطاقة كان مستحيلاً حتى الآن.
إلا أن فريقاً في جماعة «ساذرن كاليفورنيا» حقق اختراقاً في هذا المجال، مع تصميمه روبوتاً على شكل خنفساء، وزنه 88 ملليغراماً، يعمل على الميثانول، ويستخدم نظام عضلات صناعية للزحف والتسلق وحمل شحنات على ظهره لمدة ساعتين تقريباً.
ويبلغ طول هذا الروبوت 15 ملليمتراً فقط، ما يجعله «من أخف الروبوتات التي صممت حتى الآن ومن أكثرها استقلالية» على ما أكد مخترعه شيوفنغ يانغ لوكالة الصحافة الفرنسية.
وأضاف يانغ، المعد الرئيسي لمقالة تصف هذا الاختراع، نشرتها مجلة «سايسن روبوتيكس»: «أردنا أن نبتكر روبوتات بوزن وحجم شبيهين بحشرات حقيقية».
وتكمن المشكلة في أن الروبوتات تحتاج إلى محركات تكون عادة كبيرة الحجم، وتحتاج إلى تيار كهربائي، ما يجعل وجود البطاريات ضرورياً.
وتزن أصغر البطاريات المتاحة راهناً 10 إلى 20 مرة أكثر من الخنفساء النمرية، وهي حشرة وزنها 50 ملليغراماً استخدمها فريق العلماء مرجعاً في عملهم.
ولتجاوز هذه المشكلة، اخترع يانغ وزملاؤه نظام عضلات صناعية يستند إلى الوقود السائل، فاختاروا الميثانول الذي يحوي طاقة أكثر بعشر مرات من أي بطارية بالوزن نفسه.
وصنعت «العضلات» من أسلاك من النيكل - تيتانيوم المعروفة أيضاً باسم «نينتينول» التي يتقلص طولها عند تعرضها للحرارة؛ خلافاً لغالبية المعادن الأخرى التي تتمدد. وغطي السلك بمسحوق البلاتينوم الذي يعمل كمحفز لاشتعال بخار الميثانول.
مع احتراق البخار المتصاعد من خزان الوقود في الروبوت الخنفساء «روبيتل»، على مسحوق البلاتينوم، يتقلص السلك، بينما تنغلق مجموعة من الصمامات الصغيرة جداً لوقف الاحتراق، فيبرد عندها السلك ويتمدد، ما يؤدي مجدداً إلى فتح الصمامات، لتتكرر العملية إلى حين استهلاك الوقود بالكامل. والعضلات الصناعية التي تتمدد وتتقلص موصولة بالأرجل الأمامية للروبوت عبر آلية نقل تسمح لها بالزحف. واختبر الفريق الروبوت على مساحات مسطحة ومنحنية مصنوعة من مواد ناعمة مثل الزجاج أو خشنة.
وأوضح يانغ أن «روبيتل» قادر على نقل حمولة تزيد 2.6 مرة عن وزنه على الظهر، وعلى أن يتنقل مدة ساعتين بخزان وقود ممتلئ. وأكد: «بالمقارنة يبلغ وزن أصغر روبوت زاحف يعمل ببطارية، غراماً واحداً، ويعمل لمدة 12 دقيقة تقريباً». في المستقبل، قد تستخدم هذه الروبوتات الصغيرة جداً في مجموعة من الأمور، مثل التحقق من منشآت أو في عمليات تفتيش وإنقاذ بعد كوارث طبيعية.
وقد تساعد أيضاً في مهام مثل التلقيح الصناعي أو عمليات إشراف بيئية؛ حسب وكالة الصحافة الفرنسية.
وكتب عالما الروبوتات راين تروبي وشونغوانغ لي، من «معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا» (إم آي تي) و«هارفرد» على التوالي، في تعليق مرافق، أن «روبيتل» يشكل «محطة مثيرة جداً للاهتمام في علم الروبوتات الصغيرة» مع وجود هامش تحسن أيضاً.
فعلى سبيل المثال، تقتصر حركة الروبوت على التقدم إلى الأمام بشكل متواصل؛ بينما عدم تجهيزه بمعدات إلكترونية يخفف من قدرته على إتمام مهمة معقدة.