اولین روبات‌ها با بدن کاملاً نرم با قابلیت‌های مشابه انسان

با استفاده از ترکیبات و مکانیزم‌های موجودات زنده

ü ویژگی اصلی که ساختارهای مجموع بشر را از انواع بیولوژیکی متمایز می‌کند کثرت و فراوانی مواد سفت و خشک است.

ü محققان «دانشگاه تافت» (Tufts University) می‌گویند چنین روبات‌هایی از مواد بیولوژیکی با مکانیسم‌های سازگار با سلول‌ها و موجودات زنده ساخته شده می‌توانند به امور ذیل بپردازند:

 - تعمیر ایستگاه‌های فضایی

- هدایت جراحی‌های ایمن‌تر

- کار در محیط‌های خطرناک مثل میادین مین.

دانشمندان امریکایی می‌گویند که قصد دارند با تولید روبات‌هایی کاملاً نرم با قابلیت‌های مشابه انسان، طبقه‌ی جدیدی از فناوری را ایجاد کنند.

به‌گزارش سایت خبری «اسپیس دیلی» (Space Daily)، محققان «دانشگاه تافت» (Tufts University) می‌گویند چنین روبات‌هایی از مواد بیولوژیکی با مکانیسم‌های سازگار با سلول‌ها و موجودات زنده ساخته شده می‌توانند به امور ذیل بپردازند:

- تعمیر ایستگاه‌های فضایی
- هدایت جراحی‌های ایمن‌تر
- کار در محیط‌های خطرناک مثل میادین مین.

«باری تریمر» (Barry Trimmer) استاد زیست‌شناسی، «دیوید کاپلان» (David Kaplan) استاد مهندسی بیوپزشکی، مدیران اجرایی پروژه‌ی فناوری‌های بیومی‌متریک روبات‌های کاملاً نرم با قابلیت‌های مشابه انسان هستند. هزینه‌ی این پروژه – که بالغ بر 730 هزار دلار بوده است – توسط بنیاد «دبلیو ام کک» (W. M. Keck) تأمین شده است.

«تریمر» می‌گوید: «ویژگی اصلی‌ای که ساختارهای مصنوع بشر را از انواع بیولوژیکی آن متمایز می‌کند فراوانی مواد سخت و سفت در طبیعت است؛ این در حالی است که سیستم‌های زنده ممکن است شامل مواد سخت و سفت مانند: استخوان‌ها و «کوتیکول» (Cuticle) باشند اما دیگر واحدهای ساختمانی اساسی نرم و الاستیک هستند.

وی اضافه کرد: «ارزیابی ساختارهای زنده یا مصنوع بشر نشان می‌دهد تمایز اساسی بین اشیای بیولوژیک و مصنوعات بشر تنها در مواد تشکیل‌دهنده است. اتصالات بسیاری از ماشین‌ها از مواد انعطاف‌پذیر ساخته شده است که به‌طرز شگفتی سریع، محکم و قدرتمند هستند. با این وجود در حال حاضر هنوز فناوری‌هایی وجود ندارد که بتواند با عملیات حرکتی حیوان در روی زمین طبیعی سازگار باشد».

تحقیقات روباتیک انجام شده در «دانشگاه تافت»، مقدمه‌ای بر پروژه‌ای با عنوان «مفاهیم بدیع در طراحی روبات‌ها» است. محققان «دانشگاه تافت» از حرکت «هزارپا» و چگونگی آن در «عنکبوت» و «کرم ابریشم» برای طراحی روبات‌ها استفاده کرده‌اند. این محققان در حال طراحی روبات‌هایی هستند که بتوانند با روش‌های جدید حرکت کرده و فعالیت مؤثری در محیط‌های مختلف داشته باشند.

از نظر «کاپلان»، این پروژه محل تلاقی زیست‌شناسی، مهندسی پزشکی و ساختمان نانو (میکرو) است. وی چنین توضیح می‌دهد: «هدف کلی ما توسعه‌ی سیستم‌ها و ابزار روباتیک کاملاً نرم با قابلیت‌های مشابه انسان ساخته شده از مواد بیولوژیک است که با مکانیسم‌های موجودات زنده، نسوج و همه‌ی موجودات سازگار باشد.

- «ساخت و تولید» (Manufacturing)
- بازیابی و جستجوی اضطراری
- تعمیر و نگهداری تجهیزات فضایی
- آزمایش‌ها و اعمال جراحی پزشکی شامل: «آندوسکوپی» (Endoscopy)، جراحی از راه دور و «طراحی‌های پروتز» (Protheses).
- ابزار الکترونیکی بدیع مانند: مدارهای نرم (Soft Circuits) و منابع برق (Power Supply)

از نظر «تریمر» کمک‌های بلاعوض بنیاد «دبلیو ام کک» (W. M. Keck) گروه تحقیقاتی را قادر می‌سازد که از مواد نرم و آزمون‌های بیومکانیک استفاده کنند. لازم به یاداوری است که فعالیت‌های تحقیقاتی «تریمر» بر روی «هزارپا»، آگاهی‌هایی را درباره‌ی ساخت روبات‌هایی کاملاً نرم با قابلیت‌های مشابه انسان در وی ایجاد کرد.

«تریمر» عصب‌شناسی است که از سال 1379 (1980 میلادی)، درباره‌ی سیستم‌ها و بیولوژی عصبی تحقیق می‌کند. هزینه‌ی این تحقیقات توسط «انستیتو ملی سلامتی امریکا» (National Institute of Health) و «بنیاد علوم ملی امریکا» (National Science Foundation) تأمین شده است.

هدف وی درک بهتر چگونگی کنترل حرکت سیالی مخلوقات با استفاده از یک مغز ساده و چگونگی حرکت انعطاف‌پذیر بدون هرگونه اتصال است. وی امیدوار است که تحقیقاتش درباره‌ی هزارپا با این پروژه‌ی جدید با استفاده از کارشناسی‌های متخصصین دانشگاه «تافتس» سازگار شود.

«کاپلان» - که فعالیت‌های آزمایشگاهش بر روی مهندسی بیوپلیمر متمرکز است قبلاً سرّ چگونگی تشکیل باورنکردنی پیله و تار توسط کرم‌های ابریشم و عنکبوت‌ها از فیبرهای انعطاف‌پذیر را دریافته بود. هنوز زمان زیادی نگذشته است که گروه تحقیقاتی این دانشمند از «مهندسی ژنتیک» (Genetic Engineering) و «نانوتکنولوژی» (NanoTechnology) برای ایجاد «پروتئین‌های مختلط» (Fusion Protein) استفاده کرد تا برای اولین بار استحکام تار عنکبوت را با پیچیدگی ساختار سیلیس درهم‌ آمیزد. بدین‌ترتیب «کاپلان» یاداوری می‌کند که پیشرفت شگرفی در تکامل و استفاده از مواد نرم در ابزارها اعم از «کیبوردها» تا «اسباب‌بازی‌ها» به‌وجود امده است.

در عین حال این محقق می‌گوید: «اما به هر حال، خیلی سخت است که ابزار نرمی ساخت که توانایی حرکت به اطراف را داشته و حرکات آن به‌دقت کنترل شود. این امر دلیل اساسی آن است که روبات‌ها همانند روبات‌ها حرکت می‌کنند تا آن‌که مانند حیوانات اندام خود را به حرکت دراورند».

روبات‌های جدید پروژه‌ی تافتس به‌طور مداوم تغیر شکل یافته و قادر به فروافتادن و مچاله شدن در فضاها با حجم کوچک هستند. چنین روبات‌هایی قادرند نه‌تنها در ماشین‌های ساده به فعالیت بپردازند بلکه قادرند از سطوح دارای پستی و بلندی و اشیای نامنظم بالا رفته، در طول طناب و سیم خزیده و در فضاهای تحت فشار و پیچیده پنهان شوند.

«تریمر» ‌می‌افزاید: «روبات‌های کاملاً نرم با قابلیت‌های مشابه انسان می‌توانند خیلی از اعمال جراحی‌ خطرناک را در حالت امن‌تر و با حداقل درد انجام دهند. آن‌ها حتی می‌توانند در فضانوردی (مثل: پروژه‌های ناسا) برای تعمیر ایستگاه‌های فضایی به‌کار روند و در این عملیات به جاهایی سرکشی کنند که فضانوردان از عهده‌ی حضور در آن نقاط برنمی‌ایند؛ هم‌چنین در صنایع می‌توانند فعالیت‌های انعطاف‌پذیر را جامه‌ی عمل بپوشانند؛ در محیط‌های پرخطر نظیر: رآکتورهای اتمی، به نجات افرادی بپردازند که در اثر بلایا (نظیر: آتش‌سوزی) در زیر آوار مانده‌اند و در فضاهای تحت فشار و پیچیده پنهان شوند.