مهندسون يبتكرون جلدا آليا ذاتى الشفاء يكتشف الضرر ويصلحه ذاتيا

إذا كنت نشأتَ على مشاهدة أفلام الخيال العلمى مثل فيلم Terminator 2، حيث يستطيع T-1000 الشفاء ذاتيا من أى جروح، بما فى ذلك طلقات الرصاص وجروح الشفرات، ورغم أن الأمر ليس دراميًا مثل ذلك الفيلم، إلا أن مهندسين من جامعة نبراسكا - لينكولن طوروا نظاما جديدا واعدا للروبوتات اللينة، يمكنه اكتشاف الضرر وإصلاحه ذاتيا.

ابتكار جلد آلى ذاتي الشفاء

تحاكى هذه العضلة الاصطناعية ذاتية الشفاء، ذاتية التشغيل، كيفية تفاعل جلد الإنسان والنبات مع الإصابات، فهذا العمل، الذى قاده المهندس إريك ماركفيكا من شركة Husker، وطالبا الدراسات العليا إيثان كرينجز وباتريك ماكمانيجال، قد يُعيد صياغة كيفية تعامل الإلكترونيات والآلات مع الضرر، بحسب موقع interesting engineering.

ركز فريق ماركفيكا على فجوة طويلة الأمد فى مجال المحاكاة الحيوية، القدرة على استشعار الضرر ومعالجته كما تفعل الكائنات الحية، وقال ماركفيكا: "فى مجتمعنا، هناك توجه كبير نحو استنساخ الأنظمة الصلبة التقليدية باستخدام مواد لينة، وتوجه كبير نحو المحاكاة الحيوية".

وتابع: "على الرغم من قدرتنا على ابتكار إلكترونيات ومحركات مرنة ومطابقة، إلا أنها غالبا لا تحاكى علم الأحياء فى قدرتها على الاستجابة للضرر ثم البدء فى الإصلاح الذاتي".

لحل هذه المشكلة، صمم الفريق عضلة اصطناعية ثلاثية الطبقات، الطبقة السفلية عبارة عن جلد إلكترونى ناعم مصنوع من السيليكون مُغطى بقطرات دقيقة من المعدن السائل، والذى يكتشف الضرر ويحدد موقعه، بينما تتكون الطبقة الوسطى من مطاط حرارى صلب يُمكّن من الشفاء الذاتى، وفى الأعلى، تُحرك طبقة التشغيل العضلة عند ضغطها بالماء.

يمكن للعضلة الاصطناعية اكتشاف مكان حدوث الضرر، ثم بدء عملية الشفاء دون مساعدة بشرية، وتعمل عن طريق تمرير 5  تيارات مراقبة عبر الجلد الإلكترونى، عند تلفه، يُنشئ هذا الجلد مسارا كهربائيا جديدا، يتعرف النظام على هذا المسار ويزيد التيار عبره، محولا المنطقة المتضررة إلى سخان جول، فتذيب الحرارة الناتجة الطبقة الوسطى وتُعيد إغلاقها، مُغلقة بذلك الثقب، لاحقا، يجب إعادة ضبط النظام بإزالة أثر الضرر من الطبقة السفلية.

فى الولايات الزراعية الكبرى فى الولايات المتحدة، مثل نبراسكا، غالبا ما تتضرر الروبوتات بسبب الأشواك أو الأغصان أو البلاستيك، يمكن للأنظمة ذاتية الإصلاح إطالة عمرها الافتراضى، كما يمكن أن تستفيد الأجهزة الطبية القابلة للارتداء من هذه التقنية، حيث تتحمل مشاق الاستخدام اليومى، وعلى نطاق أوسع، يمكن أن يُسهم تقليل النفايات الإلكترونية فى حماية البيئة وصحة الإنسان.