الروبوتات الذين يقلدون الحياة: باحثون درسدن تحدث ثورة في المواد!

الروبوتات الذين يقلدون الحياة: باحثون درسدن تحدث ثورة في المواد!

Dresden, Deutschland - حقق العلماء في فيزياء مجموعة التميز (POL) في جامعة دريسدن التقنية (TUD) وجامعة كاليفورنيا سانتا باربرا (UCSB) تقدمًا رائدًا في الروبوتات من خلال تطوير مجموعات روبوت تتصرف مثل المواد الذكية. تم نشر هذه النتائج في 20 فبراير 2025 في علم المجلات المتخصصة وتهدف إلى تقليد قدرة الخلايا ، وترتيب أنفسهم بشكل مستقل وتشكيل هياكل معقدة. استلهم البروفيسور أوتر كامبس وماثيو ديفلين ، المؤلفين الرئيسيين للدراسة ، من العمليات البيولوجية لتحسين وظائف هذه الروبوتات.

يمكن للروبوتات الجديدة التي لديها مظهر من كرات الهوكي الصغيرة تكييف شكلها وتطوير سماكة مواد مختلفة. قام الباحثون بدمج ثلاث عمليات بيولوجية مركزية لهذا: القوى النشطة ونقل الإشارة الكيميائية الحيوية ومسؤولية الخلايا الخلية. تضمن العناصر المغناطيسية في الروبوتات المسؤولية بين الوحدات وتمكين السلوك الذي يمكن مقارنته للمواد الصلبة. تدعم القوى الديناميكية بين وحدات الروبوت تحويل نظام الروبوت الجماعي.

الابتكارات التكنولوجية بالتفصيل

ميزة رائعة لمجموعة الروبوت هذه هي عجلات العتاد الثمانية الآلية على أي روبوت مسؤول عن التفاعل وإعادة التكوين. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام مستشعرات الضوء مع مرشحات الاستقطاب للتحكم بدقة في حركات الروبوتات. تتكون المجموعة الوظيفية حاليًا من عشرين وحدة ، والتي يمكن أن تكون قابلة للتطوير ، ولكن هناك أنظمة أكبر ممكنة أيضًا. التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا متنوعة: من مواد الروبوت التي تحمل أحمالًا ثقيلة وتتلاعب بالأشياء ، وصولاً إلى مواد تعديل الذات.

لا تقتصر المبادئ الأساسية لهذا البحث فقط على البناء الآلي ، ولكن أيضًا تمتد على القوس على التطورات الحالية في علوم المواد. وبهذه الطريقة ، تجمع أساليب البحث بشكل متزايد مجالات البيولوجيا والتكنولوجيا معًا ، حيث يتم دمج العمليات والكائنات البيولوجية مباشرة في مواد وظيفية مبتكرة. يوضح العمل في معهد Fraunhofer أن التركيز على تطوير المواد المحاكاة الحيوية ، والتي تقلد الوظائف الطبيعية للطبيعة في المنطقة البناءة.

جانب البحث المركزي هو إنشاء مواد متوافقة حيوياً وتمكين التفاعلات المستهدفة مع الأنسجة البشرية. تدعم التقدم في البيولوجيا الجزيئية والتكنولوجيا الحيوية وكيمياء البوليمر هذه الجهود ، ومن بين أشياء أخرى ، تؤدي إلى مواد زرع جديدة تعد بتحسين التكامل في الكائن البشري. الهدف من ذلك هو تقليل تهيج وتوسيع المتانة في منتجات التكنولوجيا الطبية ، مما يضمن رعاية غير مكلفة ومريض.

يعتبر التفاعل بين النظم التقنية والبيولوجية أمرًا بالغ الأهمية ، خاصة فيما يتعلق بالتطبيقات في القطاع الصحي. يعد نقل المبادئ البيولوجية إلى علوم المواد جزءًا مهمًا من الاقتصاد الدائري الذي يتبع التعميمات المغلقة من المواد. وتشمل هذه الاستراتيجيات استبدال المواد الخام الأحفورية من خلال المواد المتجددة وعودة المخلفات.

تطورات في مجال المواد الحيوية النابضة بالحيوية تسير على ما يرام مع أهداف استراتيجية التكنولوجيا الفائقة 2025 للحكومة الفيدرالية ، والتي تركز على الاقتصاد الحيوي. يستند الباحثون في معهد Fraunhofer إلى استخدام تطورات المواد المتكاملة بمساعدة الكمبيوتر (ICME) من أجل تحقيق أهداف بحثية موجهة نحو المستقبل. وبالتالي ، يعد التعاون بين المؤسسات بالتقدم الواعد في تطوير المواد الذكية وتقنيات الروبوت.

تم دعم العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF) ومؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG) ، والتي تؤكد على أهمية البحث وتشير إلى أن الأساليب المبتكرة في علوم الروبوتات وعلوم المواد لا تزال مكونات جزء لا يتجزأ من التنمية العلمية. لمزيد من المعلومات ، يمكنك القيام بالمقالات من جامعة درسدن التقنية "https://www.masmaterchs.fraunhofer.de/de/strategic-initator