يشهد مجال الروبوتات المجهرية تطورًا متسارعًا، مُقدمًا ابتكاراتٍ تُغير طريقة تفاعلنا مع العالم من حولنا. وقد طوّر باحثون في جامعة كورنيل مؤخرًا روبوتًا، رغم صغر حجمه الذي يقل عن مليمتر واحد، قادرًا على التحول من سطح ثنائي الأبعاد مسطح إلى أشكال ثلاثية الأبعاد معقدة، والزحف باستخدام نبضة كهربائية. هذا الإنجاز، الذي نُشر في سبتمبر 2024 في مجلة Nature Materials ، يفتح آفاقًا جديدة لتطبيقات الروبوتات المجهرية في مجالات متنوعة، من الطب الحيوي إلى استكشاف الفضاء.
الابتكار القائم على الكيريغامي
يكمن ابتكار هذا الروبوت المجهري في بنيته، القائمة على الكيريغامي، وهي تقنية شبيهة بالأوريغامي، ولكنها تتضمن قطع المادة للسماح بالطي والتمدد والحركة. تتكون "الصفائح الفوقية" السداسية للروبوت من حوالي 100 لوح من ثاني أكسيد السيليكون متصلة بأكثر من 200 مفصل، ويمكنها تغيير شكلها من خلال التنشيط الكهروكيميائي. وبناءً على المفصلات المُنشَّطة، يمكن للروبوت اتخاذ أشكال مختلفة، والتفاف حول الأجسام، ثم إعادة فتحه ليصبح صفيحة مسطحة. وهذا يتيح مرونة غير مسبوقة في أنظمة الروبوتات الدقيقة، مع إمكانية تطبيقها في تطبيقات مثل الأجهزة الطبية المصغرة أو الآلات الميكانيكية الدقيقة القابلة لإعادة التشكيل.
مستقبل الروبوتات الدقيقة والمواد المرنة
يستكشف فريق البحث، بقيادة أستاذ الفيزياء إيتاي كوهين، المرحلة التالية من هذه التقنية، بدمج هذه الهياكل الميكانيكية المرنة مع وحدات تحكم إلكترونية لإنشاء مواد "مرنة" فائقة الاستجابة. يمكن لهذه المواد الاستجابة للمنبهات بسرعة الضوء تقريبًا، مما يوفر أوقات استجابة أسرع بكثير من أي شيء يُلاحظ في الطبيعة. التطبيقات المحتملة لهذه المواد الخارقة النشطة واسعة النطاق، بدءًا من الأجهزة الطبية الحيوية المصغرة وصولًا إلى المواد التي يمكنها التكيف ديناميكيًا مع الصدمات أو القوى الخارجية الأخرى.
الانفجار الكامبري في مجال الروبوتات
يُعتقد أن هذه الابتكارات في مجال الروبوتات والمواد المرنة تُمثل بداية "الانفجار الكمبري" في مجال الروبوتات. وكما هو الحال مع الانفجار الكمبري في تاريخ الأرض، الذي شهد الظهور السريع لأشكال حياة جديدة وتعقيدًا بيولوجيًا، قد تكون الروبوتات على وشك نمو هائل في التنوع والقدرات. إن القدرة على إنشاء روبوتات مجهرية قادرة على إعادة تشكيل نفسها والعمل في بيئات بالغة الصغر أو التعقيد تفتح الباب أمام ابتكارات كانت تبدو حتى وقت قريب ضربًا من الخيال العلمي.
يمكن لدمج أنظمة التحكم الإلكترونية والذكاء الاصطناعي والمواد المتقدمة أن يخلق منظومة من الروبوتات ذاتية التشغيل قادرة على أداء مهام معقدة في بيئات متنوعة. لا يعد هذا العصر الجديد بتوسيع الآفاق التكنولوجية فحسب، بل يعيد تعريف إمكانيات التفاعل بين الإنسان والروبوت، ويرتقي بعلم الروبوتات إلى مستويات غير مسبوقة.
