ابتكار الروبوت "بيو هيبرد" من المخلوقات البحرية يمكنه الزحف مثل السلاحف

تعدُّ الرخويات البحرية من أغرب المخلوقات شكلا في المحيط. وباستخدام علماءاللافقاريات المخلوقات البحرية الغريبة لمساعدتهم في إنشاء "روبوت" مرن، وباستخدام عضلات قوية مأخوذة من أفواه الرخويات البحرية مع طباعة عناصر بالتقنية ثلاثية الأبعاد، نجح المهندسون في إنشاء روبوت يسمى "بيو هيبرد"، وتضم الرخويات البحرية التي يبلغ طولها نحو 2 بوصة أثنتين من الأرجل أو الأذرع تمكنانها من الزحف مثل السلاحف البحرية وإخراج نفسها على الشاطئ.

وأعرب الباحثون عن أملهم في بناء أسراب من الروبوت "بيو هيبرد" والتي يمكن إطلاقها للكشف عن المواد الطبيعية السامة في البرك أو البحث في قاع المحيطات عن الصندوق الأسود لرحلات الطيران بعد الحوادث. وقالت فيكتوريات ويبستر المهندسة في جامعة "كيس ويسترن ريزيرف" والتي تقود العمل: "نحن نبني آلة حية إنه روبوت بيو هيبرد ليس عضويا تماما، وتعد واحدة من مشاكل الروبوتات التقليدية خاصة صغيرة الحجم أن الوحدة التي توفر لها الحركة تكون صلبة".

واختار الباحثون استخدام الحيوان البحري Aplysia californica بسبب قدرته على البقاء على قيد الحياة في البيئات القاسية. وتعد الرخويات البحرية مخلوقات مفترسة يمكنها أن تعيش في قاع المحيط ويمكنها التعامل مع التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة والملوحة مع المد والجزر في المحيط الهادي. وبالمقارنة تحتاج الثدييات وعضلات الطيور ظروفًا أكثر استقرارا بكثير للعمل بشكل صحيح. واستخدم الباحثون عضلات من فم الحيوان الرخوي والتي تعرف بعضلات الشدث ويتم التحكم فيها من خلال إثارة مجال كهربائي خارجي، وتضم العضلة اثنين من الأذرع التي يتم توصيلها بأذرع الروبوت المطبوع بشكل ثلاثي الأبعاد، ويتحرك الروبوت عندما تنقبض العضلات وتنبسط وتتأرجح الأذرع ذهابا وإيابا. ويخطط الباحثون لدمج حزم من الألياف العصبية المعروفة باسم "ganglia" والتي تحمل إشارات إلى العضلات في الروبوت للمساعدة في التحكم فيه، مشيرين إلى أن ذلك يمكن أن يسهل السيطرة على الروبوت ويجعل تحركه أسرع. واستخدم الباحثون "الكولاجين" من جلد الحيوان الرخوي لبناء سقالة عضوية تحلُّ محل الأجزاء المطبوعة بشكل ثلاثي الأبعاد في الإصدارات الجديدة من الروبوت ما من شأنه تحويل الروبوت إلى روبوت عضوي تماما.

وتابعت السيدة وبستر تقول: "من خلال حزم الألياف العصبية يمكن للعضلات القيام بحركة أكثر تعقيدا مقارنة باستخدام التحكم بواسطة الإنسان وكذلك يمكن تعليمها، فنحن نريد روبوتات لينة للتفاعل مع البيئة". وتقدم السيدة وبستر وفريقها معلومات عن الروبوت بير هيبرد في مؤتمر Living Machines في أدنبرة هذا الأسبوع، ويأمل الفريق في تعليم الروبوت التحرك للأمام استجابة إلى إشارة واحدة وإلى الخلف استجابة إلى إشارة ثانية. ونجح الباحثون في العمل مع البروفيسور أوزان اكوس المهندس الميكانيكي في جامعة "كيس ويسترن ريزيرف" في خلق "جل الكولاجين" من جلد الرخويات البحرية، واستخدموا التيارات الكهربائية لتوفيق ودمج الكولاجين لبناء سقالة مرنة وقوية وخفيفة الوزن. وأضاف البروفيسور أكوس " عندما ندمج العضلات مع هيكل بيولوجي طبيعي فيكون ذلك أفضل من مئات إلى ألف مرة"، ويأمل الباحثون في استخدام ذلك لخلق أشكال جديدة من الروبوت الذي يمكنه التحرك بشكل أكثر كفاءة. وبيَّن الباحثون أن الروبوت يمكن أن يكون مفيدا في استكشاف المواقع حيث سيكون غير مكلف ولن تكون هناك حاجة إلى استرجاعه، وعندما يصل إلى نهاية عمره الإنتاجي سيتحلل مثل الكثير من المواد الحية الأخرى.