يد صناعية خارقة تستخدم أسلاكا ذكية لمحاكاة الانسجة العضلية

مجلة نبض-رويترز:

صنع مهندسون ألمان يدا صناعية استبدلوا فيها العضلات بأسلاك ذكية فكل ما يحتاجه الامر هو شحنة كهربائية لجعل تلك الاسلاك تنقبض او ترتخي مما يعني ان هذه اليد يمكن ان تعمل بدون الاجهزة الالكترونية الكبيرة التي عادة ما تجعل مثل هذه الاطراف الصناعية غير عملية.

صمم اليد البلاستيكية الخفيفة والتي استخدم في تصنيعها طابعة ثلاثية الابعاد فريق أبحاث من جامعة سارلاند. والانسجة الشبيهة بالعضلات مصنوعة من شرائح من النيكل والتيتانيوم لا يتعدى سمكها سمك شعرة الانسان.

تلك الاسلاك المعدنية التي يطلق عليها اسم مزيج معدني حافظ للذاكرة تتمتع بأعلى درجة من الطاقة المكثفة بين كل الاليات الحركية المعروفة مما يمكن اليد من القيام بحركات قوية في حيز ضيق.

وتشرح الاستاذة الجامعية شتيفان سيلكه من جامعة سارلاند التقنية قائلة “هذا يمكننا من تصنيع أنظمة خفيفة بشكل خاص ولانها تجيء في شكل اسلاك يمكن استخدامها كعضلات صناعية. ولذلك نصنع أنظمة مستلهمة من الاحياء انظر الى الطبيعة لتستلهم نموذجا ناجحا وهذا ما ادركناه مع أول نموذج ليد صناعية باستخدام اسلاك معدنية حافظة للذاكرة.”

وتعبير الحافظة للذاكرة يعني ان الاسلاك قادرة على العودة الى وضعها الاصلي بعد تشويهها عمدا. وفي حالة اليد الصناعية الخارقة تغير الشحنة الكهربائية بنيانها مما يجعلها تتقلص كالعضلات. وحين تتوقف الشحنة الكهربائية تتذكر الاسلاك شكلها الاصلي وتعود اليه.

وقدم الباحثون نموذجا أوليا لخفاش لديه سلكان من المزيج المعدني الحافظ للذاكرة لاحداث حركة الجناحين وهو طائر.

وقالت المهندسة فيلومينا سايمون التي تحضر الدكتوراة وساهمت في تطوير اليد الخارقة ان فريقها حاكى تركيبة العضلات في جسم الانسان ووضع الاسلاك الدقيقة في مجموعات لمحاكاة الانسجة البشرية.

وهذه الشبكة من الاسلاك توفر مسطحا أكبر يتم من خلاله توزيع الحرارة وهو ما يؤدي الى تعرضها الى تقلص وتمديد سريع تماما مثل عضلات الانسان.

وقالت سايمون “الاسلاك هي التي تحدث حركة اليد وحين تحفز تلك الاسلاك تنقبض ونحن نستفيد من هذه الانقباضات لنحرك الاصابع. بل نستطيع تحريك كل مجموعة على حدة.”

وأضافت ان شريحة واحدة للتحكم بوسعها السيطرة على الاسلاك الذكية التي تستخدم المقاومة الكهربائية لتعمل. وهذا يعني انه لن يكون هناك حاجة لمجسات خارجية لان المادة نفسها بها خاصية المجس مما يمكن اليد الخارقة من القيام بحركات شديدة الدقة.

وعلى الرغم من ان هذه التقنية لا تزال في مراحل التجارب المبكرة يأمل الباحثون في استخدام هذه التكنولوجيا في نهاية المطاف لانتاج اطراف صناعية مريحة تعمل كالاطراف الطبيعية. ويرون ان تصميمهم الجديد سيقلص الحاجة الى محركات كهربائية لازمة الان لمعظم الاطراف الصناعية.

وتأمل سيلكه أن يجيء اليوم الذي تزرع فيه هذه التكنولوجيا بالكامل في الجهاز العصبي للإنسان.