عضلات صناعية تمنح الروبوتات القدرة على القفز

التجارب أثبتت قدرة الساق الروبوتية على القفز عالياً والتكيف مع التضاريس المختلفة بمرونة كبيرة (المعهد الاتحادي السويسري للتكنولوجيا)

طوّر باحثون في سويسرا وألمانيا ساقاً روبوتية تعمل بالعضلات الصناعية، وهي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة مقارنة بالساق الروبوتية التقليدية التي تعتمد على المحركات الكهربائية.

وأوضح الباحثون أنه يمكن لهذه الساق الجديدة القفز بسرعة والتنقل عبر تضاريس متنوعة، بالإضافة إلى اكتشاف العقبات والتفاعل معها دون الحاجة إلى أجهزة استشعار معقدة، وفق النتائج التي نُشرت، الاثنين، في دورية «نيتشر كميونيكيشنز».

وتم تطوير هذه الساق الروبوتية من قِبل فريق من الباحثين في المعهد «الاتحادي السويسري للتكنولوجيا» بزيوريخ ومعهد «ماكس بلانك للأنظمة الذكية» في ألمانيا. وتعتمد الساق الروبوتية الجديدة على «العضلات الكهروهيدروليكية» التي أطلق عليها الباحثون اسم «HASELs»، وتشبه في تكوينها عضلات الكائنات الحية.

وهذه العضلات الصناعية عبارة عن أكياس بلاستيكية مملوءة بالزيت ومتصلة بالهيكل العظمي للساق بوساطة أوتار، ويمكن تغيير طولها بوساطة شحنة كهربائية، ما يسمح للساق بالحركة في اتجاهين مثل العضلات البشرية.

وبمجرد تطبيق جهد كهربائي على الأقطاب المتصلة بالأكياس، يجري دفع الزيت إلى تقصير الكيس وتحقيق حركة العضلة. وعند إطالة عضلة ما، تقصر العضلة المقابلة لها، مما يسمح للساق بالتحرك في اتجاهين.

يمكن للساق الروبوتية القفز بسرعة والتنقل عبر تضاريس متنوعة (المعهد الاتحادي السويسري للتكنولوجيا)

ويتيح هذا النظام حركة سريعة ومرنة، بالإضافة إلى القدرة على التكيف مع التضاريس المختلفة دون الحاجة إلى أجهزة استشعار معقدة. ووجد الباحثون أن الساق الروبوتية المزوّدة بالعضلات الصناعية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة مقارنة بالساق التي تعمل بمحرك كهربائي.

وعلى عكس المحركات التي تولّد حرارة زائدة عند الانحناء، تحتفظ الساق العضلية بدرجة الحرارة نفسها بفضل نظامها «الكهروستاتيكي». وأثبتت التجارب التي أجراها الفريق قدرة الساق الروبوتية على القفز عالياً، والتكيف مع التضاريس المختلفة بمرونة كبيرة، وهو ما يعكس قدرتها على الحركة مثل الكائنات الحية.

وعند الهبوط، تتكيّف الساق تلقائياً مع زاوية السطح، دون الحاجة إلى برمجة مسبقة أو أجهزة استشعار إضافية. وعلى الرغم من أن هذه التكنولوجيا لا تزال في مراحلها الأولى، فإن الباحثين يرون أنها تحمل إمكانات كبيرة لتغيير مجال الروبوتات.

ووفق الباحثين، من المتوقع أن يجري تحسين التصميم في المستقبل ليشمل أرجلاً حرة الحركة يمكن استخدامها في الروبوتات المتنقلة وربما حتى في مهام الإنقاذ.