روبوت الوحل المغناطيسي | الروبوت الناعم الذي سينقذ صحة الناس

ما الذي يتبادر الى ذهنك عند سماع كلمة روبوت؟ على الاغلب رجل آلي مشابه للإنسان الى حد ما، الا اننا اليوم سنتحدث عن روبوت الوحل المغناطيسي من فئة الروبوتات الناعمة او اللينة. تطورت الروبوتات كثيرا خاصة في المجالات الصناعية والطبية وأصبحت تأتي بأشكال متعددة لتأدية وظائف أكثر تعقيدا. ومع تزايد الاهتمام بالروبوتات اللينة، قام مؤخرا فريق بحث من جامعة هونغ كونغ الصينية باختراع روبوت من الوحل المغناطيسي او السلايم. وقد انتشر الفيديو التعريفي للاختراع والذي يظهر قطعة مخاطية تتحرك مثل الزواحف. الا ان الأبحاث لا تزال متواصلة لجعل هذا الروبوت امنا وقابلا للاستعمال في المجالات الطبية.

الروبوتات اللينة او الناعمة

توجد عدة فروع في مجال تطوير الروبوتات، منها فرع الروبوتات اللينة او الناعمة (Soft Robotics). وهو فرع ينضوي على تطوير وتصميم الروبوتات المصنعة من مواد متوافقة؛ أي مواد تتميز بالقدرة على التشوه المرن لتحقيق الحركة. والروبوت الناعم يكون عكس الروبوت الصلب، حيث انه وبالرغم من ان الروبوتات الصلبة تستعمل مواد لينة في بعض اجزائها ومكوناتها بشكل استراتيجي؛ الا ان الروبوت الناعم يكون لينًا بشكل كامل وليس فقط جزء منه.

وهذا الفرع من الروبوتات يستعمل طرق جديدة لجعل الالة اللينة قادرة على الحركة؛ بدون الحاجة الى استعمال الإطار او الهيكل المعدني الشائع استخدامه في الروبوتات الصلبة. منها استخدام القوة الكهروستاتيكية أو البوليميرات التي تغير من شكل الجسم عند ادخال الحرارة الى المادة.

ما هو روبوت الوحل المغناطيسي؟

ابتكر فريق من الباحثين من جامعة هونغ كونغ الصينية روبوت الوحل المغناطيسي (Magnetic Slime Robot) وهو روبوت لين مصنوع من مواد لزجة من السيليكون الصناعي وجزيئات المغناطيس. وقد نُشر المقال العلمي بعنوان (Reconfigurable Magnetic Slime Robot : Deformation, Adaptability, and Multifunction) في مجلة المواد الوظيفية المتقدمة (Advanced Functional Materials) وهو نتاج جهود الفريق المتكون من:

• (Mengmeng Sun)
• (Chenyao Tian)
• (Liyan Mao)
• (Xianghe Meng)
• (Xingjian Shen)
• (Bo Hao)
• (Xin Wang)
• (Hui Xie)
• (Li Zhang).

وصرح العلماء الى انهم يهدفون الى جعل روبوت الوحل المغناطيسي (Goo-Bot) يستخدم كانسان الي؛ لاسترداد الأشياء المبتلعة عن غير قصد داخل جسم الانسان بالإضافة الى تطبيقات أخرى.

مواد صناعته

قام الفريق بتطوير الروبوت المغناطيسي الناعم عن طريق مزج عدة مواد، هي كالتالي:

• جزيئات مغناطيس نيوديميوم (Neodymium magnet) الذي يتكون من الحديد والبرون والنيوديميوم، يرمز له كيميائيا بـ (NdFeB) وهو اختصار لـ (Nd2Fe14B). هذا المغناطيس ذو التركيب البلوري الرباعي هو من تطوير جينيرال موتورز و وسوميتومو للمعادن الخاصة في 1982م.
• كحول البولي فينيل (PVOH/PVA/PVAI) وهو بوليمر صناعي قابل للذوبان في الماء.
• معدن بورات الصوديوم (Borax) ذو الصيغة الكيميائية (Na2B4O7•10H2O).

وقد تم مزج كحول البولي فينيل مع معدن بورات الصوديوم من اجل اكساب روبوت الوحل إمكانية التحكم فيه بشكل مغناطيسي. الا ان المزيج المتكون من مغناطيس نيوديميوم وكحول البولي فينيل مع معدن بورات الصوديوم. هو مزيج سام ويشكل خطر على الانسان إذا ما دخل الى جسمه. وعليه فقد استعمل السيليكون (أو السيليكا) لتغليف المزيج والذي أدى وظيفة العازل ليجعل روبوت السلايم آمن إذا ما استخدم طبيا فالسيليكون مادة ضعيفة النشاط بشكل نسبي كيميائيا.

مبدأ عمله

في الروبوتات الصلبة يتم برمجة جسم الروبوت على المهام المحددة مسبقا والحركات التي يقوم بها لتأديتها. لكن الحال مختلف مع الروبوتات الناعمة فهي لا تملك هيكل خارجي. وبالتالي يجب الاستعانة بوسيط ثالث لتحريكها. روبوت الوحل المغناطيسي يستعمل مغناطيس خارجي يُتحكم فيه بواسطة جهاز برمجي. فيقوم المغناطيس الخارجي بتوجيه روبوت الوحل عبر المسارات المرغوب فيه وأداء المهام المحددة.

لان روبوت الوحل مكون من المغناطيس فان له قدرة الشفاء الذاتي. بمعنى انه كجسم يمكنه ان يتجزأ وينفصل الى أجزاء ثم يعاد اندماج الأجزاء المنفصلة مع بعض كجسم واحد مرة أخرى. إضافة الى ذلك، فان روبوت الوحل يتمتع بالقدرة على التمدد أو التصرف كمادة صلبة أو التصرف كمادة لزجة شبيهة بالسائل. أو كمستشعر للحركة، فهو يتكيف مع البيئات الميكانيكية والديناميكية الموجود فيها.

استخداماته وتطبيقاته

كل هذه القدرات تمكن الروبوت من التكيف مع الحاوية الموجود فيها. او العبور عبر فتحات تصل الى 1.5 مم. أو نقل مواد أخرى عن طريق تشكيل نفسه كحرف (O) أو (C) لالتقاط الاجسام الأخرى.

يمكن لروبوت الوحل المغناطيسي ان يستخدم في عدة مجالات، خاصة إذا ما تم تطويره مستقبلا ليتم التحكم فيه بشكل أفضل. الا ان فريق البحث الذي طوره قد صرح بأن الهدف الأساسي من هذا الروبوت اللين هو الاستخدام في المجال الطبي والرعاية الصحية. يظهر الفيديو كيف أن الروبوت بإمكانه الدخول عبر القنوات الضيقة لانتشال الاجسام، حيث دخل الى مجسم المعدة لانتشال بطارية صغيرة، وهذا هو التطبيق الأساسي الذي طور من اجله، ان يقوم بالوصول الى داخل جسم الانسان من دول الحاجة الى القيام بجراحة.

كذلك، ولان روبوت السلايم مكون من المغناطيس والسائل المستخدم هو موصل ايضا، فانه يمكنه غلق وإصلاح الدوائر وبالتالي يستعمل كمفتاح للدائرة او مصلح للدوائر التالفة. ومؤخرا فد أعلنت الناسا (NASA) ان علمائها قد بدأوا في تطوير الروبوتات الناعمة لتساعد رواد الفضاء على البقاء بأمان اثناء المدار.

وتبقى كل هذه الاستعمالات والتطبيقات الأخرى ممكنة وواعدة مستقبلا، الا انها حاليا مجرد مقترحات تعمل فرق البحث على اجراء المزيد من الدراسات والأبحاث لتحسينها وجعلها مطبقة على ارض الواقع.

الأفكار الختامية

يعتبر فرع الروبوتات الناعمة او اللينة مجالا جديدا نسبيا، لذا فان الاعمال فيه لا تزال في بدايتها. بالرغم من ذلك الى ان الابتكارات التي نتجت منه تبدو كلها واعدة. خاصة تطبيقاتها في المجال الطبي الذي يظهر الكثير من الامل، حيث انها ستساعد الأطباء على انقاذ أرواح الناس. كما يمكن ان تتطور لتساعد الأشخاص المصابين بالإعاقات لتصبح أجهزة قابلة للارتداء.

تزامنا مع بداية الذكاء الاصطناعي ودخوله الى حياتنا اليومية، ستفتح الروبوتات الناعمة مجالا اخر يصبح فيه البشر أكثر ثقة بالآلات.