تم تصميم أجهزة معيارية جديدة تشبه الزنبرك لتحسين أداء ألياف العضلات الحية، مما يتيح استخدامها في تشغيل الروبوتات الحيوية الهجينة.
مهندسون في معهد ماساتشوستس تكنولوجيا كشف معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) النقاب عن جهاز يشبه الزنبرك يستعد لإحداث ثورة في بناء الروبوتات التي تعمل بالطاقة العضلية. يظهر هذا كهيكل عظمي متعدد الاستخدامات وحدة، تم تصميمها لتسخير كفاءة الأنسجة العضلية التي لا مثيل لها في التشغيل الآلي. تقليديًا، تُعرف الألياف العضلية بقوتها الفائقة ودقتها مقارنة بنظيراتها الاصطناعية، إلى جانب قدرتها على الشفاء الذاتي وتعزيز قدراتها من خلال التمرين. وقد ألهمت هذه البراعة البيولوجية المهندسين لتطوير روبوتات "بيوهجينة"، تدمج المحركات القائمة على العضلات مع أطر صناعية لتنفيذ وظائف مختلفة مثل المشي والسباحة والإمساك.
على الرغم من التنوع في تصميمات الروبوتات الهجينة الحيوية، ظلت الإستراتيجية العالمية لتحسين استخدام العضلات في الروبوتات بعيدة المنال حتى ظهور "الثنية". تم تصميم هذا الجهاز ببراعة لتحقيق أقصى قدر من الحركة التي تحدثها العضلات، على غرار معايرة الوزن الأمثل لآلة ضغط الساق. ومن خلال ربط حلقة من الأنسجة العضلية بالثنية، لاحظ الباحثون زيادة في التمدد بمقدار خمسة أضعاف مقارنة بالتصميمات السابقة، مما يبشر بقفزة كبيرة في كفاءة تشغيل العضلات الآلية.
ويُنظر إلى هذه الثنية باعتبارها لبنة بناء أساسية، مما يسمح بتجميع الهياكل العظمية الاصطناعية المختلفة. ويمكن بعد ذلك تجهيزها بأنسجة عضلية لتحريك الروبوتات بحركات طبيعية وقوية. تشبه هذه الثنيات الهيكل العظمي للروبوتات، مما يتيح تحويل تشغيل العضلات إلى حركات دقيقة ومتعددة الاتجاهات، مما يؤكد قدرة المنصة على إلهام إنشاء روبوتات قوية تحركها العضلات وقادرة على أداء مهام معقدة.
ويتصور الفريق تطبيق هذه التكنولوجيا في تطوير أنظمة روبوتية متقدمة، بما في ذلك الروبوتات الجراحية القادرة على تنفيذ إجراءات طفيفة التوغل. ومن خلال الاستفادة من نقاط القوة الفطرية للمحركات البيولوجية، يمهد هذا البحث الطريق لإنشاء روبوتات أصغر حجمًا وأكثر كفاءة، وتجسد التآزر بين الهندسة البيولوجية والميكانيكية.