طراحی عضلات مصنوعی با قابلیت فرمان به روبات‌های میکرونی

تاریخ : ۰۳ بهمن ۱۳۹۶

تعداد بازدید : ۳۰۹

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

عضلات مصنوعی برپایه گرافن و شیشه می‌توانند نیروهای خمشی به اهدافی در اندازه سلول‌های بدن اعمال کنند. این یافته جدید جهت هدف خاصی ساخته نشده است. اما می تواند راهگشای طراحی‌های تخصصی در آینده‌ای نه چندان دور باشد.

فیزیکدانان دانشگاه کورنل موفق به طراحی و ساخت عضله‌ای شده‌اند که قادر به کنترل و اعمال نیرو به روبات‌های کوچکی در اندازه سلول می‌باشند که توانایی انتقال جریان الکتریسیته، تغییر شکل و حس کردن محیط اطرافشان را دارند.
این عضله نوعی پوشش محافظتی یا اسکلت خارجی است که در داخل آن محموله‌هایی در مقیاس سلولی قابلیت ذخیره‌شدن را دارند. روبات‌های میکروسکوپی توانایی قرارگیری در داخل بدن را داشته و برای مطالعه و تعامل با فرایندهای زیستی و اجزای سازنده میکرونی استفاده می‌شوند. به گونه‌ای که می‌توان قدرت محاسباتی سفینه فضایی وویاگر را بر روی شیئی در اندازه سلولی قرار داد و شروع به کاوش کرد.
در حال حاضر تراشه‌های رایانه‌ای کوچکی برای پردازش حجم بالای اطلاعات استفاده می‌شود، اما آن‌ها نمی‌دانند که چگونه می‌توانند حرکت کنند یا چیزی را خم کنند. عضله جدید یا اسکلت خارج سلولی، تغییر شکل چشمگیر و تحرک واکنشی خود را از موتوری متشکل از گرافن و شیشه به دست می‌آورد. این موتور دو وضعیتی نامیده می‌شود و در واکنش به گرما، الکتریسیته یا واکنش شیمیایی خم می‌شود. خمیدگی دو وضعیتی به دلیل دو ماده با واکنش‌های فیزیکی متفاوت نسبت به محرک‌های گرمایی مشابه است. هنگامی که ماده‌ای کشیده می‌شود و نسبت به دیگری گسترده می‌شود، کشش بین دو لایه باعث می‌شود که دو وضعیتی برای از بین بردن فشار خم شود.
محرک‌های شیمیایی جریان یونی را در شیشه به راه انداخته و باعث می‌شوند شیشه گسترده شده و منجر به خمیدگی می‌شود. ترکیب اجزای قابل انعطاف و رشته‌های سخت، باعث تاخوردگی‌های کوچکی در اسکلت خارجی می شوند که منجر به شکل‌گیری خاصی متشکل از مکعب و اهرم‌ها در دو وضعیتی می‌شود.
دانشمندان اسکلت خارجی را با استفاده از روشی موسوم به رسوب‌گذاری لایه اتمی تهیه کرده‌اند. در این روش دی‌اکسید سیلیکون به کمک لغزش پوششی میکرو بر روی آلومینیوم به صورت لایه‌ای قرار داده می‌شود، سپس تک لایه اتمی گرافن با روش انتقال مرطوب اضافه می‌گردد. در هنگام جمع شدن، دو وضعیتی سه برابر بزرگتر از یک گلبول قرمز و سه برابر کوچکتر از یک نورون بزرگ است.
پیش از این داربست‌هایی در مقیاس‌های کوچک و مشابه تهیه شده بود، اما این داربست‌ها فاقد توانایی حمل بار الکتریکی بودند. در این یافته جدید، تهیه اسکلت خارجی الکترونیک با توانایی تولید نیروی کافی برای حرکت را دارد.
در حال حاضر پژوهشگران روبات‌های خود را با هدف خاصی طراحی نمی‌کنند و هیچ برنامه فوری برای آن‌ها تعریف نشده است. اما انتظار می‌رود که دیگر دانشمندان راه‌های جدیدی برای به کارگیری از این فناوری جدید پیدا کنند.

منبع : https://www.upi.com/Science_News/2018/01/04/Scientists-design-muscles-for-shape-shifting-cell-sized-robots/3561515077339/

نظر شما
نظرسنجی

کتاب‌های‌ معرفی‌ شده در سایت را چگونه ارزیابی‌ می‌کنید؟