- 1. روبوت مجهري يعمل بالليزر
- 2. أكوا روبوت مستوحى من مخلوق البحر
- 3. Bioinspired Micro-Robot
- 4. الميكروبات المغناطيسية تشبه ليغو
- 5. الروبوتات الصغيرة
- 6. ميكروبوت هارفارد المتنقل أو HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. مغناطيسية T-Budbots
- 9. برنامج All-Terrain Microrobot
- 10. RoboFly
الثورة الروبوتية جارية! الروبوتات الدقيقة ، مجال بحثي ناشئ يتم فيه دمج التكنولوجيا الدقيقة والروبوتات ، يمهد الطريق سريعًا لتطوير روبوتات أصغر من شعر الإنسان. نعم ، لقد قرأت ذلك بشكل صحيح. من الميكروبات التي يمكنها المشي ، والطيران ، والسباحة ، والتسلق ، والزحف ، والقيام بمهام مختلفة مثل توصيل الأدوية إلى أجسادنا ، وتحديد السرطانات ، وتدمير الأورام ؛ تم إجراء العديد من الابتكارات في جميع أنحاء العالم.
للإضافة إلى مسيرة هذه الاختراعات المتقدمة ، ابتكر العلماء أيضًا روبوتات دقيقة بحجم أقل من 1 ملليمتر. يعمل المهندسون والمبرمجون في جميع أنحاء العالم باستمرار على إحراز تقدم في هذا المجال وتطوير روبوتات صغيرة لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. كل ذلك بفضل أحدث التطورات في مجال الإلكترونيات والميكانيكا وتكنولوجيا النانو والحوسبة.
من بين الروبوتات الدقيقة التي يتم تطويرها ، يظهر بعضها كأدوات مفيدة بشكل لا يصدق ، بينما تم تصميم وتطوير البعض الآخر كأفكار إبداعية لمزيد من الابتكار في مجال الروبوتات الدقيقة. فيما يلي أهم 10 روبوتات دقيقة إبداعية ومتقدمة بشكل لا يصدق تم تطويرها في عام 2020. هذه الروبوتات الصغيرة هي نتائج هندسة رائعة وتم تطويرها لحل العديد من الأغراض ؛ سواء كان ذلك في المجال العسكري أو الرعاية الصحية أو الهندسة. لذلك دون مزيد من اللغط ، دعنا نتحقق منها.
1. روبوت مجهري يعمل بالليزر
قام باحثون من جامعة كورنيل وجامعة بنسلفانيا ببناء روبوتات مجهرية تتكون من دائرة بسيطة مصنوعة من الخلايا الكهروضوئية السيليكونية وخاصة الجزء الجذع والدماغ وأربعة مشغلات كهروكيميائية تعمل كأرجل. يبلغ سمك هذه الروبوتات الدقيقة التي يتم تنشيطها بالليزر حوالي 5 ميكرون وعرضها 40 ميكرون وطولها من 40 إلى 70 ميكرون. يتم التحكم في هذه الروبوتات الصغيرة عن طريق وميض نبضات الليزر في الخلايا الكهروضوئية المختلفة ، مما يساعد على شحن مجموعة منفصلة من الأرجل. لتمكين الروبوت من المشي ، يتم تبديل الليزر ذهابًا وإيابًا بين الخلايا الكهروضوئية الأمامية والخلفية.
2. أكوا روبوت مستوحى من مخلوق البحر
في الآونة الأخيرة ، طور باحثو جامعة نورث وسترن روبوتًا ناعمًا يشبه الحياة ويمكنه المشي بسرعة بشرية ، والتقاط حمولة النقل إلى مواقع مختلفة ، وتسلق التلال ، والرقص ، وما إلى ذلك. داخل خزان مملوء بالماء ومثالي للاستخدام في البيئات المائية. يحاكي هذا الروبوت المائي الصغير ، الذي يبلغ حجمه سنتيمترًا ، سلوك الحياة البحرية ويتحرك بسرعة خطوة واحدة في الثانية. ما يقرب من 90 ٪ من الماء بالوزن لا يتطلب أجهزة معقدة أو هيدروليكيات أو كهرباء للحركة بدلاً من ذلك يتم تنشيطه بالضوء ويمشي في اتجاه المجال المغناطيسي الدوار الخارجي. إن الهيكل المملوء بالماء لهذا الروبوت الصغير والهيكل العظمي المضمن من خيوط النيكل المحاذية هي مغناطيسية مغناطيسية ، مما يتيح الحركة الدقيقة وخفة الحركة.
3. Bioinspired Micro-Robot
مستوحاة من خلايا الدم البيضاء ، اخترع فريق من العلماء من معهد ماكس بلانك للأنظمة الذكية (MPI-IS) في شتوتغارت روبوتًا صغيرًا يشبه خلية الدم البيضاء التي تنتقل عبر الدورة الدموية. يشبه هذا الروبوت الصغير الكريات البيض في الشكل والحجم وقدرات الحركة. يمكن لروبوت توصيل الدواء على شكل كرة أن يتحمل محاكاة تدفق الدم. يمتد كل خلية ، مما يوفر طريقًا مثاليًا للتنقل قطر هذا الميكروكونترولر أقل من 8 ميكرومتر وهو مصنوع من جزيئات زجاجية دقيقة. جانب واحد مغطى بطبقة رقيقة من النيكل والذهب ، والآخر بجزيئات الأدوية المضادة للسرطان والجزيئات الحيوية المحددة التي يمكنها التعرف على الخلايا السرطانية. يحتوي على غلاف من الأجسام المضادة الخاصة بالخلايا على السطح ويمكنه إطلاق جزيئات الدواء. في بيئة المختبر ،يمكن أن يصل الميكروكونترولر إلى سرعة تصل إلى 600 ميكرومتر في الثانية ، أي حوالي 76 طولًا للجسم في الثانية.
4. الميكروبات المغناطيسية تشبه ليغو
قام Eunhee Kim و Hongsoo Choi ، وهما مهندسان من معهد Daegu Gyeongbuk للعلوم والتكنولوجيا في كوريا الجنوبية ، وزملاؤهما ببناء روبوتات مستطيلة يمكن أن تعمل كموصلات للخلايا العصبية ، مما يسد الفجوات بين مجموعتين مختلفتين من الخلايا. يبلغ طولها 300 ميكرومتر وعرضها 95 ميكرومترًا ، ويمكن للروبوتات المغناطيسية الدقيقة الشبيهة بـ Lego ربط خلايا الدماغ (الخلايا العصبية الفردية) معًا لإنشاء شبكة عصبية.
5. الروبوتات الصغيرة
طور باحثون في ETH Zurich روبوتات دقيقة مطبوعة ثلاثية الأبعاد قادرة على توصيل حمولات الأدوية عبر الأوعية الدموية في جسم الإنسان. هذه الروبوتات الدقيقة صغيرة جدًا بحيث يمكنها المناورة عبر الأوعية الدموية وتوصيل الأدوية إلى نقاط معينة في الجسم. يتم إنشاء الروبوتات الصغيرة باستخدام تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد تتضمن تشابك مواد متعددة بطريقة معقدة. المعادن والبوليمرات لها خصائص مختلفة ، وكلا المادتين تقدم مزايا معينة في بناء الآلات الدقيقة. مادتان ، أي المعدن والبلاستيك ، متشابكتان بشكل وثيق مثل الروابط في سلسلة.
6. ميكروبوت هارفارد المتنقل أو HAMR-JR
قام باحثون في كلية هارفارد جون إيه بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) ومعهد هارفارد وايس للهندسة المستوحاة بيولوجيًا بتصميم وبرمجة روبوت مستوحى من الصرصور ، HAMR - JR. يبلغ طول هذا الروبوت 2.25 سم ويزن حوالي 0.3 جرام ، ويمكنه تشغيل حوالي 14 طولًا للجسم في الثانية.
7. RoBeetle
RoBeetle هو روبوت زاحف صغير الحجم بحجم الحشرات بحجم 88 مليغرام مدعوم بالاحتراق التحفيزي للميثانول. طوره باحثون في جامعة جنوب كاليفورنيا ، يعمل هذا الروبوت الصغير على الميثانول ويستخدم نظام عضلي صناعي للزحف والصعود وحمل الأحمال على ظهره لمدة تصل إلى ساعتين. يستخدم RoBeetle الذي يبلغ طوله 15 ملمًا (0.6 بوصات) نظامًا عضليًا صناعيًا يعتمد على الوقود السائل (الميثانول) الذي يخزن حوالي 10 مرات طاقة أكثر من بطارية من نفس الكتلة.
هذا الروبوت الصغير له أربع أرجل. تم إصلاح أرجلها الخلفية والأرجل الأمامية متصلة بناقل حركة متصل بورقة زنبركية متوترة بطريقة تسحب الساقين للخلف. يعمل جسم الروبوت كخزان وقود مملوء بالميثانول والتصميم بحيث يمكن للروبوت أن يقف منتصبًا وهو ساكن. يمكن أن يعدل التصميم الميكانيكي للنظام تدفق الوقود باستخدام نظام ميكانيكي بحت.
8. مغناطيسية T-Budbots
قام الباحثون في ACS Applied Materials & Interfaces بتصميم T-Budbots ، وهي محركات دقيقة متوافقة حيوياً من براعم الشاي لطرد الأغشية الحيوية ، وإطلاق مضاد حيوي لقتل البكتيريا وتنظيف الحطام. يمكن للروبوتات الصغيرة دمج المضاد الحيوي سيبروفلوكساسين بسبب التفاعل الكهروستاتيكي على سطحها ، وبالتالي زيادة فعاليتها المضادة للبكتيريا ضد التجمعات البكتيرية المسببة للأمراض المروعة من Pseudomonas aeruginosa و Staphylococcus aureus. براعم شاي كاميليا سينينسيس مسامية وغير سامة وغير مكلفة وقابلة للتحلل. علاوة على ذلك ، تحتوي براعم الشاي أيضًا على مادة البوليفينول التي لها خصائص مضادة للميكروبات.
9. برنامج All-Terrain Microrobot
طور المهندسون من جامعة بوردو روبوتًا صغيرًا يناسب جميع التضاريس مثل عدد قليل من خيوط شعر الإنسان. يمكن أن ينتقل هذا الميكرو روبوت في جميع أنحاء القولون عن طريق القيام بقلبات خلفية ونقل المخدرات في البشر مع القولون والأعضاء الأخرى ذات التضاريس الوعرة. الروبوت صغير للغاية بحيث لا يستطيع حمل بطارية ؛ لذلك ، يتم تشغيله والتحكم فيه لاسلكيًا من الخارج بواسطة مجال مغناطيسي.
10. RoboFly
أخيرًا وليس آخرًا ، إليك لعبة RoboFly ابتكر الباحثون في جامعة واشنطن روبوتًا صغيرًا ذا أجنحة خفقان بوزن 74 ملجم يمكنه التحرك في الهواء وعلى الأرض وعلى أسطح المياه. تم بناء هذا الروبوت الجديد باستخدام عدد أقل من المكونات مقارنةً بالروبوتات الأخرى التي تم تطويرها بحجم الحشرات. هذا ساعد في تبسيط عملية التصنيع. تم تصميم هذا الروبوت بحيث يحتوي الهيكل على صفائح مطوية واحدة فقط.
تستفيد RoboFly من جناحيها المرفرفين المدفوعين بمحركات كهرضغطية لتطير وتحوم كما تفعل بعض الحشرات. يمكن أن تتحرك وتوجه على الأرض من خلال الاستفادة من الأجنحة المرفرفة. نظرًا لأن الروبوت خفيف الوزن ، إذا تم تعديله بمجموعة من ثلاثة أطراف تشبه الأقدام ، فيمكنه الهبوط على أسطح الماء. عند الهبوط ، يمكن للروبوت أن يتحرك ويوجه على الماء باستخدام نفس المبدأ المستخدم في التحرك على الأرض.
ألم تتركك هذه الروبوتات الصغيرة مندهشة؟ قد لا تكون قائمتنا للروبوتات الصغيرة مكتملة لأن هناك بالتأكيد المزيد من الابتكارات التي تحدث أثناء تدوين هذه الروبوتات الصغيرة ، أو ربما فاتنا بعضًا منها ، لكن القائمة ستمنحك فكرة جيدة عن مكان الابتكارات في مجال الروبوتات الدقيقة تقف اليوم وفي أي اتجاه تسير.