מדענים הצליחו לפתח עכביש רובוטי גמיש. העכביש מהווה הדגמה של תהליך ייצור חדשני המסוגל לייצר רובוטים גמישים בקנה מידה מילימטרי המיועדים למגוון יישומים
| תהליך ייצור חדשני מאפשר יצירה של רובוטים גמישים בקנה מידה מילימטרי בעלי מאפיינים מיקרומטרים. מוצג להלן עכביש רובוטי גמיש זעיר במיוחד הכולל בתוכו חלקי גוף נעים וצבועים [באדיבות: Wyss Institute at Harvard University] |
[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]
מומחי רובוטיקה משווים בעיני רוחם עתיד שבו רובוטים גמישים בהשראת בעלי חיים יוכלו להתפרס באופן בטוח בסביבות בעלות גישה גרועה אליהן, הן סביבות טבעיות והן סביבות מעשה ידי אדם, למשל – בתחום של הליכים כירורגיים עדינים בגוף האדם, או בחללים זעירים במיוחד אשר הכנסת רובוטים או כלים קשיחים עלולים להזיק לאדם. רובוטים בגודל של סנטימטרים בודדים אומנם יוצרו, אולם עדיין לא היה אפשרי לייצר רובוטים גמישים רב-תפקודיים שיוכלו לנוע ולפעול במרחבים קטנים יותר. צוות חוקרים מאוניברסיטת הרווארד הצליח לפתח כעת תהליך ייצור משולב המסוגל לתכנן רובוטים גמישים בקנה מידה מילימטרי יחד עם מאפיינים מיקרומטרים. על מנת להדגים את היכולות של הטכנולוגיה החדשה שלהם, החוקרים יצרו עכביש רובוטי גמיש מחומר אלסטי יחיד, עכביש בעל צורה מובחנת, יכולת תנועה וחלקים צבועים. ממצאי המחקר פורסמו זה עתה בכתב העת המדעי Advanced Materials.
"גם המערכת הרובוטית הגמישה הזעירה ביותר עדיין צריכה להיות פשוטה, ובדרך כלל היא תהיה בעלת דרגת חופש אחת בלבד מבחינת צורה או אופן התנועה," מסביר החוקר הראשי. "באמצעות פיתוח טכנולוגית כלאיים חדשה המשלבת בתוכה שלוש שיטות ייצור שונות, הצלחנו לפתח עכביש רובוטי גמיש המורכב מגומי סיליקון בלבד ובעל 18 דרגות חופש, הכוללות שינויים במבנה, בתנועה, ובצבע, יחד עם מאפיינים זעירים בקנה מידה מיקרומטרי". "בתחום של התקני רובוטים גמישים, גישת ייצור חדשה זו עשויה לסלול את הדרך להשגת רמות דומות מבחינת המורכבות והתפקודיות בקנה מידה זעיר כזה של רכיבים קשיחים. בעתיד, הגישה עשויה לסייע לנו גם בחיקוי ובהבנה טובה יותר באשר ליחסי הגומלין מסוג מבנה-תפקיד בבעלי חיים קטנים, זאת בהשוואה לרובוטים קשיחים," אמר החוקר הראשי. בשלב הראשון, הצוות עשה שימוש בטכנולוגיה של ליתוגרפיה רכה על מנת ליצור 12 שכבות על גבי משטח סיליקון גמיש שביחד הרכיבו את חומר הבסיס של העכביש הגמיש. כל שכבה נחתכה מתוך תבנית בעזרת לייזר, ובשלב הבא חוברה לשכבה שמתחתיה על מנת ליצור מבנה תלת ממדי מחוספס של העכביש הרך.
שלב המפתח בהמרת מבנה ביניים זה למבנה המוגמר הוא רשת של תעלות מיקרו-נוזליות חלולות המשולבות בתוך כל אחת מהשכבות בנפרד. בשלב הבא, תעלות אלו עברו תגובה עם שרף הניתן לאשפור מבחוץ. כאשר השרף מתקשה, השכבות מתקבעות במקומן ונקשרות גם לשכבות השכנות שלהן מלמעלה ומלמטה. בשיטה זו ניתן ליצור את הרגליים הקבועות והגמישות של העכביש.
"אנו מסוגלים לשלוט באופן מדויק בתהליך קיפול דמוי-אוריגמי זה על ידי שינוי העובי וההרכב היחסי של החומר הסיליקוני הצמוד לתעלות לאורך השכבות השונות או על ידי חיתוך בלייזר במרווחים משתנים. עם הפעלת לחץ על התעלות, הן משמשות בתור אמצעים המעודדים שינוי מבני קבוע," מסביר החוקר. שאר התעלות משמשות כאמצעים נוספים לשם צביעת העיניים של העכביש וכן חלקים אחרים שלו על ידי הזרמת נוזלים צבועים; וכן על מנת להשרות תנועות דמויות הליכה בתוך מבני הרגליים. "הגישה שלנו תוכל לפתוח צוהר לתחום של רובוטיקה גמישה עבור מדענים אשר מתמקדים ביישומים רפואיים כאשר הגדלים הזעירים הללו והמורכבות של רובוטים אלו יוכלו לפתח גישה חדשה לחלוטין לתחומים של אנדוסקופיה ומיקרו-כירורגיה," אמר החוקר הראשי.
| {loadposition content-related} |
