صمم باحثون عضلات إلكترونية لديها قدرة الاستشعار الذاتي، في خطوة يقولون إنها تقود نحو التكامل بين الإنسان والآلة.

وحقق باحثون من كلية الهندسة بجامعة "كوين ماري" في لندن تطورات كبيرة في مجال الإلكترونيات الحيوية من خلال تطوير نوع جديد من العضلات الاصطناعية ذات الصلابة المتغيرة الكهربائية التي تمتلك قدرات الاستشعار الذاتي.

وهذه التكنولوجيا المبتكرة لديها القدرة على إحداث ثورة في الروبوتات اللينة والتطبيقات الطبية، وفق موقع "scitech daily"، إذ أن انقباض العضلات ليس ضروريا فقط لتعزيز القوة ولكن أيضا يتيح ردود الفعل السريعة في الكائنات الحية.

وتُظهر العضلات الاصطناعية المتطورة من قبل الباحثين مرونة وقابلية شد مماثلة للعضلات الطبيعية، ما يجعلها مثالية للاندماج في الأنظمة الروبوتية اللينة المعقدة والتكيف مع الأشكال الهندسية المختلفة.

يمكن للعضلة الاصطناعية أن تضبط صلابتها بسرعة، وتحقق تعديلا مستمرا مع تغيير في الصلابة يتجاوز 30 ضعفا. وتوفر طبيعتها المدفوعة بالجهد ميزة كبيرة من ناحية سرعة الاستجابة على الأنواع الأخرى من العضلات الاصطناعية.

وتم تصنيع هذه العضلة الاصطناعية ذاتية الاستشعار بطريقة بسيطة، إذ يتم خلط الأنابيب النانوية الكربونية بالسيليكون السائل باستخدام تقنية التشتت بالموجات فوق الصوتية ويتم تغليفها بشكل موحد باستخدام قضيب غشاء لإنشاء الكاثود (المهبط وهو قطب الدائرة الكهربائية الذي يحدث عنده عملية اختزال الإلكترونات) ذي الطبقات الرقيقة، والذي يعمل أيضا بمثابة الجزء الحساس للعضلة الاصطناعية.

يصنع الأنود (قطب كهربائي داخل خلية كهربائية تنطلق منه الإلكترونات وتتجه نحو جزيئات أخرى) مباشرة باستخدام قطع شبكي معدني ناعم، وطبقة التشغيل محصورة بين الكاثود والأنود. بعد معالجة المواد السائلة، يتم تكوين عضلة اصطناعية كاملة ذات صلابة متغيرة.

وتتراوح التطبيقات المحتملة لتقنية الصلابة المتغيرة المرنة، من الروبوتات اللينة إلى التطبيقات الطبية. ويتيح التكامل السلس مع جسم الإنسان إمكانية مساعدة الأشخاص ذوي الإعاقة أو المرضى في أداء المهام اليومية الأساسية.

كما أنه من خلال دمج العضلات الاصطناعية ذات الاستشعار الذاتي، يمكن للأجهزة الروبوتية القابلة للارتداء مراقبة أنشطة المريض وتوفير المقاومة عن طريق ضبط مستويات الصلابة، وتسهيل استعادة وظيفة العضلات أثناء التدريب على إعادة التأهيل.

ورغم أنه لا تزال هناك تحديات يجب مواجهتها قبل أن يتم نشر هذه الروبوتات الطبية في البيئات السريرية، فإن هذا البحث يمثل خطوة حاسمة نحو التكامل بين الإنسان والآلة، ويوفر مخططًا للتطوير المستقبلي للروبوتات اللينة والقابلة للارتداء.