ابتكر فريق من العلماء عينًا روبوتية إسفنجية قادرة على التركيز تلقائيًا استجابةً للضوء، دون الحاجة لأي مصدر طاقة خارجي. وتعتمد التقنية على آليات مستوحاة من رؤية الحيوانات، ما يتيح دمج هذه العين في الروبوتات الناعمة دون استخدام أي مكونات إلكترونية.
ابتكار عين روبوتية بمميزات استثنائية
ووفقًا لموقع "لايف ساينس"، تتميز العدسة الروبوتية الجديدة بحساسية استثنائية، تمكنها من تمييز تفاصيل دقيقة مثل شعرة على ساق نملة أو فصوص حبوب اللقاح، ما يمثل خطوة ثورية في مجال الروبوتات والرؤية الاصطناعية. ويمكن لهذه العدسة أن تمهّد الطريق لروبوتات "ناعمة" ذات رؤية قوية لا تحتاج إلى إلكترونيات أو بطاريات لتشغيلها.
أوضح كوري تشنغ، الباحث الرئيسي في الدراسة وطالب الدكتوراه في الهندسة الطبية الحيوية بمعهد جورجيا للتكنولوجيا، أن الروبوتات الناعمة المزودة بهذه العين يمكن توظيفها في مجموعة واسعة من المجالات، من الأجهزة القابلة للارتداء المدمجة مع جسم الإنسان، وصولًا إلى الروبوتات الذاتية التشغيل القادرة على التنقل في التضاريس الوعرة أو الأماكن الخطرة، متميزة بذلك عن الروبوتات التقليدية التي تعتمد على أجهزة استشعار صلبة وإلكترونيات لرؤية البيئة المحيطة.
وأضاف تشنغ "إذا نظرنا إلى الروبوتات الناعمة، التي قد تكون إسفنجية ولا تعتمد على الكهرباء، فإن السؤال يصبح: كيف ستستشعر هذه الروبوتات محيطها؟".
آلية عمل العين الروبوتية
صُنعت العدسة من مادة الهيدروجيل، المزودة بإطار من البوليمرات القادرة على حبس الماء وإطلاقه، ما يمنح الهيدروجيل القدرة على التحول بين حالة أقرب إلى السائلة وحالة أقرب إلى الصلبة. وفي هذا السياق، يستجيب الهيدروجيل للحرارة؛ حيث ينكمش ويطلق الماء عند التسخين، وينتفخ ويمتص الماء عند التبريد.
صنع الباحثون حلقة من الهيدروجيل حول عدسة من بوليمر السيليكون ضمن إطار يحاكي هيكل العين البشرية، ودمجوا الهيدروجيل بجسيمات أكسيد الجرافين الداكنة التي تمتص الضوء وتسخن عند التعرض له، مما يؤدي إلى تقلص وانتفاخ الهيدروجيل وتحريك العدسة للتركيز تلقائيًا عند الضوء، ثم العودة لوضعها الطبيعي عند غياب الضوء، مع استجابة عبر الطيف المرئي.
وأظهر بحث جديد نُشر في مجلة Science Robotics، أن العدسة الروبوتية يمكن أن تحل محل العدسات الزجاجية في المجاهر الضوئية التقليدية لتمييز التفاصيل الدقيقة، مثل الفجوات بين مخالب القراد (4 ميكرومتر)، وخيوط الفطريات (5 ميكرومتر)، وبقايا الشعر على ساق نملة (9 ميكرومتر)، وفقًا لتشنغ ومشرفه شو جيا من معهد جورجيا للتكنولوجيا.
وأشار تشنغ إلى أن الباحثين يخططون حاليًا لدمج العدسة في نظام ميكروفلويدي يعتمد على صمامات مصنوعة من نفس الهيدروجيل سريع الاستجابة، ما يتيح للضوء المستخدم في التصوير تشغيل كاميرا ذكية ومستقلة بنفس الوقت.
وبفضل قابلية الهيدروجيل للتكيف، قد تتمكن العدسة من "الرؤية" بما يتجاوز قدرة العين البشرية، مثل محاكاة قدرة عين القطة على اكتشاف الأشياء المموهة أو نسخ شبكية عين الحبار التي تتيح رؤية ألوان لا يراها البشر. وقال تشنغ: "يمكننا في الواقع التحكم في العدسة بطرق فريدة حقًا".
اقرأ أيضًا:
روبوتات التمريض.. ثورة جديدة في عالم الرعاية الصحية!
في أي القطاعات تعمل الروبوتات؟
“الهاتف الروبوت”.. هونر تكشف عن ابتكار جديد بكاميرا آلية قابلة للطي
