تطوير قفاز للعمل تحت الماء على طريقة الأخطبوط
طور فريق من الباحثين بقيادة الأستاذ الدكتور مايكل بارليت من جامعة فيرجينيا تك الأمريكية، قفازًا مستوحى من قدرات الأخطبوط لالتقاط الأشياء بسهولة تحت الماء.
وقال بارليت: ”أحيانًا تكون القدرة على الإمساك بشيء ما تحت الماء حرجة، وبما أن الطبيعة مليئة بالحلول الذكية، فإننا استوحينا من الطبيعة قدرات الأخطبوط“، وفقًا لموقع ”تك إكسبلور“.
ويحتاج العديد من الأشخاص مثل غواصي الإنقاذ، وعلماء الآثار البحرية، ومهندسي الجسور، والعمال، إلى استخدام أياديهم تحت الماء، لكن قدرتها ضعيفة على إمساك الأشياء الزلقة، ما يدفعهم لاستخدام قوة قبضة أكبر، ما قد يعرقل مهماتهم، ويحتاجون أحيانًا إلى لمسة حساسة ليد اصطناعية مخصصة للعمل تحت الماء.
وهذا ما سعى بارليت وفريقه في مختبر المواد إلى تحقيقه، من خلال دمج الحلول البيولوجية مع التقنيات الجديدة مثل المواد الناعمة والروبوتات، ونشروا دراستهم في مجلة ”ساينس أدفانسز“ العلمية.
قوة التلاصق
والأخطبوط أحد الكائنات الفريدة من نوعها على كوكبنا، ويمتلك أذرعًا طويلة تمكنه من التقاط آلاف الأشياء في البيئة المائية، بالاعتماد على دمج ذكي وعملي بين الماصات على أذرعه والجهاز العضلي والعصبي المُتحكِّم بها.
وتساهم كل فوهة امتصاص بمهمة الإمساك، إذ إن الحلقة العريضة من الفوهة تغلق على السطح، ثم تتقلص العضلات، وترتخي المنطقة الداخلية المكورة لتطبيق الضغط أو تحريره، وعندما تعمل فوهات عديدة مع بعضها، تتشكل قوة لاصقة تربط الجسم وتجعل انفلاته صعبًا.
وأوضح بارليت: ”يتحكم الأخطبوط بحوالي 2000 فوهة امتصاص على طول أذرعه الثمانية، من خلال معالجة المعلومات الآتية من مستشعرات كيميائية وآلية عديدة، مستخدمًا الالتصاق والإحساس والتحكم للتلاعب بالأشياء تحت الماء“.
محاكاة الطبيعة
واستخدم الباحثون فوهات مطاطية لاقطة من أغشية مرنة، تؤدي وظيفة فوهات الامتصاص لدى الأخطبوط، بهدف التقاط الأشياء باستخدام قوة ضغط منخفضة ومناسبة للالتصاق بالأسطح المسطحة والمنحنية.
واحتاج الباحثون بعد تصميم آليات الالتصاق إلى طريقة يحس بها القفاز بالأشياء ليلتصق بها، مع إضافة مستشعرات تعمل بتقنية ”الليدار“ لرصد مدى قرب الأشياء من سطح القفاز، ووصلوا الماصات والمستشعرات بجهاز تحكم ميكروي.
وقال بارليت إن ”دمج المواد القادرة على الالتصاق مع الإلكترونيات، يسمح بإمساك الأشياء دون الحاجة لتقويضها، ويجعل إمساك الأشياء أكثر سهولة وانسيابية تحت الماء، إذ إن لمس شيء ما بالقفاز يحفز عملية الإمساك الآلية به، دون الحاجة لضغط أي زر“.
واختبر الباحثون القفاز على أشياء متعددة الأحجام والأسطح والمرونة، ويطمح الباحثون لاستخدام القفاز في الروبوتات المرنة تحت الماء، وفي مجالات العناية الصحية وعمليات تصنيع وتجميع الأشياء الرطبة.
