باحثون يطورون روبوتات تنطوى ذاتيا مصنوعة بتقنية الكيريجامى اليابانية

طور فريق من الباحثين روبوتات مستوحاة من فن الكيريجامى الياباني، والتى تأتى فى شكل أوراق رقيقة من مواد تعيد تشكيل ذاتها تلقائيًا إلى أشكال ثنائية الأبعاد وهياكل جديدة ثلاثية الأبعاد استجابةً للمنبهات البيئية، وابتكر الباحثون مجموعة متنوعة من الأجهزة الآلية باستخدام هذه الطريقة لإثبات إمكانية تطبيق هذا المفهوم، وقال جى يين، الأستاذ المساعد فى الهندسة الميكانيكية والفضائية فى جامعة ولاية كارولاينا الشمالية، ومؤلف الورقة البحثية: "هذه أول مرة نشهد فيها أنماط كيريجامى ثنائية الأبعاد تعيد تشكيل ذاتها تلقائيًا لتتحول إلى هياكل مميزة ثلاثية الأبعاد دون آليات ميكانيكية، إذ تعيد المواد ترتيب ذاتها عندما نطبق عليها طاقة حرارية".

وبحسب موقع مرصد المستقبل الإماراتي، فإن الكيريجامى فن يابانى لقص الورق، وهو قص قطعة واحدة من الورق وطيها لإنتاج أشكال وهياكل جديدة، ويعتمد مفهوم الكيريجامى النشط على مادة ثلاثية الطبقات، تتكون من طبقتين خارجيتين لا تستجيبان للحرارة، وبينهما طبقة بوليمر تستجيب للحرارة وتتقلص.

ويستطيع العلماء التحكم بشكل المواد بآليتين؛ تتحكم عمليات القطع التى تخترق الطبقات الثلاث بمجال حركة المادة، وتتحكم النقوش السطحية، والتى تخترق الطبقتين الخارجيتين وتكشف البوليمرات المستجيبة للحرارة، بالزاوية والاتجاه اللذين تنطوى بهما المادة، والمدى الأقصى للطي. وعندما تنطوى المادة، تظهر فتحات القص، ويتحول شكل الأوراق إلى تصميمات ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد.

وقال يين: "نستطيع صنع قالب ثنائى الأبعاد بالاعتماد على نمط مكرر للفتح المقصوصة، واستخدامه لإنشاء العديد من الهياكل ثلاثية الأبعاد المختلفة بإجراء تغييرات طفيفة فى النقوش، ما يتيح برمجة أوراق الكيريجامي".

مجالات متنوعة

استخدم الباحثون لإثبات المفهوم تقنية الكيريجامى المعدلة لتصميم مجموعة من آلات الكيريجامى التى تستجيب للحرارة، كأدوات تثبيت بسيطة وصناديق قابلة للطى ذاتيًا. وابتكر الباحثون أيضًا روبوتًا مطاوعًا بجسم كيريجامى وسيقان هوائية. ويمكن للباحثين تغيير موضع السيقان بسرعة، وتغيير اتجاه حركة الروبوت، بتبديل اتجاه الجسم.

وقال يين: "استخدمنا بوليمرًا يستجيب لدرجة الحرارة، لكن هذا لا يعنى أننا لا نستطيع استخدام بوليمرات تستجيب لمنبهات أخرى، كالبلورات السائلة التى تستجيب للضوء. ونحن متحمسون لاستكشاف المجال المحتمل لتطبيقات مواد الكيريجامى النشطة القابلة للبرمجة".