سيليكون ضفدع التي بناها مهندسون في جامعة آرهوس في الدنمارك، لا يمكنها السباحة بنفس سرعة غواصتها إلهام البرمائيات، لكنه لا يزال قادرًا على إنجاز المهمة دون أي أجزاء متحركة. يدين الاختراع الغريب بمناوراته المائية البطيئة ولكن الثابتة لمجموعة من ستة عضلات صناعية مصممة خصيصًا للتقلص عند تعرضها للضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء.
تم تفصيل النظام الجديد للفريق في دراسة نشرت مؤخرًا في المجلة تقنيات المواد المتقدمة. على الرغم من أن الإعدادات المماثلة قد تعزز يومًا ما قدرات الروبوتات الناعمة تم تكليف مبتكريه بالبحث والإنقاذ أو المراقبة البيئية، وهم أكثر واقعية بعض الشيء بشأن استخدامات هذا الروبوت الضفدع على المدى القريب.
“يمكنني بسهولة أن أتخيل استخدام هذه الروبوتات كلعب قبل أن نراها في مهام الإنقاذ” سيسيليا ريبيرج، كيميائي بجامعة آرهوس ومؤلف مشارك في الدراسة، قال في الملف الشخصي. “أعتقد أن الناس سيستمتعون باللعب مع ضفدع مثل هذا باستخدام مصدر ضوء مناسب.”
الضفدع الآلي يسبح باستخدام عضلات صناعية حساسة للضوء
تم بناء كل عضلات الروبوت باستخدام اللدائن البلورية. يتم تصنيع هذه المواد خصيصًا لتتقلص أثناء تسخينها، ومن ثم تعود إلى شكلها الأصلي بمجرد تبريدها. في هذه الحالة، أضافت رايبيرج ومعاونوها أيضًا جزيئًا يحول ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة إلى حرارة. وهذا يسمح للعضلات بالشد بعد تعريضها مباشرة للمصباح. ومع ذلك، فإن العملية ليست بسيطة مثل لصق المطاط الصناعي على نموذج الضفدع وإسقاطه في الماء.
وأوضح أن “جعل العضلات الست تعمل معًا كان تحديًا كبيرًا”. بريجيت ستادلر، مؤلف مشارك في الدراسة وكيميائي بجامعة آرهوس. “إذا لم يتقلصوا بطريقة منسقة، فإن الضفدع لن يسبح للأمام. قد يدور ببساطة حول نفسه.”
لقد تم أيضًا إجراء الكثير من التجارب والخطأ في تصنيع اللدائن نفسها. بالإضافة إلى التعاقد بشكل صحيح، كانت المادة بحاجة إلى الاتساق المناسب لاستخدامها في طابعة ثلاثية الأبعاد. وللقيام بذلك، قام رايبيرج بتجربة العديد من المكونات الجزيئية وأطوال سلاسل الجزيئات لإتقان وصفة العضلات الآلية.
قال رايبيرج: “في الطابعة ثلاثية الأبعاد التقليدية، عادةً ما تقوم بإذابة خيط بلاستيكي صلب. مادتنا أشبه بشراب سميك جدًا أو كريمة زينة يتم عصرها من خلال كيس الأنابيب عند تزيين الكعكة”.
والنتيجة النهائية هي روبوت ناعم يعمل بالضوء وهو فريد من نوعه تمامًا، ولكنه أيضًا ليس في عجلة من أمره. في أفضل سرعته، سبح الضفدع ما يزيد قليلاً عن ثلاث بوصات في حوالي دقيقتين. قد لا يصل الأمر إلى وجهته بسرعة، لكن إثبات المفهوم يقدم بنجاح طريقة جديدة للتفكير في التصميم الآلي، والطرق التي يمكن للمهندسين من خلالها تشغيل إبداعاتهم. وحتى ذلك الحين، هناك دائمًا إمكانية لألعاب الضفدع الآلي.
