«روبوتات الحرباء»... تتكيف مع محيطها

إلكترونيات لينة مصنوعة بالطباعة الثلاثية الأبعاد

تستطيع هذه الروبوتات المصنوعة بالطباعة ثلاثية الأبعاد تغيير لونها وتقليد ظروف محيطها، ومن المتوقع أن تمهّد هذه الروبوتات الأشبه بالحرباء الطريق لروبوتات الإلكترونيات المرنة.
قطعت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد شوطاً طويلاً في السنوات الماضية، وشهدت إمكاناتها في مجال الروبوتيات توسعاً إضافياً على أرض الواقع بعد استخدامها أخيراً لتطوير روبوت أشبه بالحرباء.

إلكترونيات لينة
وقد ابتكر باحثون من جامعة ساوثرن الصينية أجهزة مرنة ومطّاطة باعثة للضوء قد تدخل مستقبلاً في صناعة الروبوتات الليّنة باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. وطُبّقت هذه التقنية أخيراً في تصميم روبوتٍ ليّنٍ قادر على تغيير لونه ليندمج مع محيطه، وقد تساعد في ابتكار إلكترونيات قابلة للارتداء، وكذلك الجيل المقبل من الشاشات الذكية، وأدوات التمويه الصناعي.
نشر موقع «إنترستينغ إنجنيرينغ» تقريراً ورد فيه أن إنتاج الإلكترونيات المرنة يحتاج إلى إجراءات علمية معقّدة عدّة وأدوات مكلفة. من هنا، كان لا بدّ من التوصّل إلى تقنية صناعية بسيطة وقابلة للتكيّف لتلبية الطلب على الأجهزة الضيائية الكهربائية (فلورسنتية) المرنة التي تدخل في التطبيقات البصرية والتقنية.
استعرض الباحث جي ليو وزملاؤه مقاربة لابتكار أجهزة ضيائية كهربائية مرنة بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد وباستخدام أكثر من مادّة. طوّر هؤلاء أحباراً موصلة للأيونات، وضيائية كهربائية، وعازلة قابلة للاستخدام في الطباعة ثلاثية الأبعاد لصناعة أجهزة ضيائية كهربائية مرنة وسهلة الإنتاج. وابتكر ليو وفريقه روبوتاً ليناً يستطيع تغيير لونه بشكلٍ آنيّ كما الحرباء، وزوّدوه بسوار معصمٍ مرن ينتج ضوءاً أزرق.
في الطبيعة، عندما تكون الحرباء ثابتة، يكون لونها أخضر؛ مما يتيح لها الاختلاط في محيطها الخصب. في المقابل، عند تحفيزها بصحبة حرباء أنثى أو ذكر، يعمد الذكر إلى تغيير هذا اللون.
وأكد الباحثون أن الجهاز الذي طوّروه يبقى قادراً على إنتاج ضيائية كهربائية ثابتة، حتى لو تعرّض لأنواع مختلفة من التعديل الحركي كالتمدّد والالتواء والطيّ.

حرباء روبوتية
وتُغيّر الحرباء لونها بعد تعرّضها للتحفيز، فتزداد صفاراً، وحمرةً، وبرتقاليةً؛ مما يجعلها أكثر بروزاً بدل الاندماج في محيطها.
توجد الصبغات الملونة في كثير من خلايا الحرباء الجلدية، فيملك بعضها مادة الميلانين سوداء اللون، بينما يملكها الآخر باللون الأصفر أو الأحمر، أو الاثنين معاً.
بعد دمج أجهزة ضيائية كهربائية مطبوعة بالأبعاد الثلاثية مع روبوت ليّن ورباعي الأطراف ووحدات استشعارية، نجح الباحثون في إنتاج تمويهٍ صناعي يتكيّف بسهولة مع محيطه. ويدّعي الفريق البحثي المشرف على الدراسة أنّ هذا الاختراع يمهّد الطريق للجيل المقبل من أدوات التمويه.
في سياق متصل، ابتكر فريق بحثي كوري، العام الماضي، اختراعاً مشابهاً، حيث طوَّروا روبوت حرباء وزوَّدوه بعينين دائريتين واسعتين، وخاصية السير الهادئ، وبالطبع؛ بجلد قادرٍ على تغيير لونه.
يستطيع الجلد الصناعي الذي طوّروه أيضاً تغيير تدرّجاته اللونية فوراً وتلقائياً؛ ليلائم الألوان والتدرّجات المختلفة الظاهرة في خلفيته. وطوّر الباحثون «جلد» روبوتهم باستخدام طبقة رقيقة من حبر الكريستال (البلور) السائل الذي يتحوّل إلى أيّ لون بحسب اصطفاف جزيئاته. تجتمع هذه الجزيئات معاً لتكوين أشكال حلزونية أكبر حجماً، فيعكس الحبر لوناً ضوئياً معيّناً يعتمد على حجم الشكل.
تشهد الكريستالات السائلة تحوّلات حرارية وتغييرات لونية. وبناءً عليه، استخدم الباحثون طبقات من شرائح التسخين المنقوشة ووضعوها تحت جلد الحرباء الصناعي، وجهّزوا الجهة الداخلية من الجلد بأكثر من 10 أجهزة استشعار لمراقبة اللون.