جامعة NC State تطور روبوتًا قابلاً لتغيير الشكل مستوحى من الأوريغامي

فريق من الباحثين في جامعة ولاية نورث كارولينا أنشأ بنية مكعب من البلاستيك قادرة على التحول إلى أكثر من 1000 تكوين باستخدام ثلاثة محركات فقط. هذا الاختراق قد يؤدي إلى تطوير الروبوتات متعددة الاستخدامات لتطبيقات مختلفة، وخاصة في مجالات العمارة واستكشاف الفضاء.

في بحثهم، يشرح الفريق كيف استخدموا طابعة ثلاثية الأبعاد لتجميع 36 مكعبًا مجوفًا من البلاستيك متصلة بمفصلات دوارة. تم تثبيت بعض المفصلات بدبابيس معدنية، بينما تم تحريك البعض الآخر. سمحت هذه التكوين بأن يتحول الهيكل إلى مجموعة متنوعة من الأشكال، بما في ذلك الأنفاق، الجسور، والهياكل متعددة الطوابق.

بتغيير شكلها، يمكن للروبوتات المتحولة التحرك في جميع الاتجاهات وحمل أحمال تصل إلى ثلاثة أضعاف وزنها الخاص، وكل ذلك دون الحاجة إلى أقدام.

يمكن للروبوتات المتحولة الشكل التكيف مع المهام المختلفة والبيئات، مما يجعلها مفيدة بشكل محتمل للتطبيقات متعددة الوظائف في مجالات مثل استكشاف الفضاء. قدرة الروبوتات على حمل الأحمال وتغيير شكلها حسب الحاجة يمكن أن تحدث ثورة في تصميم الأنظمة الاصطناعية.

“نعتقد أن هذه يمكن استخدامها كروبوتات ومواطن فضائية قابلة للتكوين والنشر،” زعم أنطونيو دي لالو، أحد المؤلفين الأولين للورقة البحثية. “إنها معيارية، لذا يمكنك إرسالها إلى الفضاء بشكل مسطح وتجميعها كمأوى أو كموطن، ثم تفكيكها.”

بينما تحمل التكنولوجيا وعدًا كبيرًا، فإن هناك بعض القيود. يحتاج القدرة على تحمل الأحمال للهياكل، خاصة على نطاقات أكبر، إلى تحسين. النماذج الأولية الحالية محدودة في قدرتها على التعامل مع الأوزان الكبيرة بسبب المواد المستخدمة للمفصلات، التي تضحي بالقوة من أجل المرونة. بالإضافة إلى ذلك، لاحظ الباحثون تحديات في استغلال القدرات المتغيرة للشكل بشكل كامل لحركة الروبوتات المتنوعة في البيئات غير المنظمة.

تفتح الأبحاث آفاقًا جديدة للاستكشاف المستقبلي. “نريد تصميم هيكل أكثر قوة يمكنه تحمل أحمال أكبر”، كما ذكر يانبين لي، المؤلف المشارك المراسل في الورقة البحثية، في أخبار جامعة NC State. “إذا أردنا شكل سيارة، على سبيل المثال، كيف نصمم الهيكل الأول الذي يمكن تحويله إلى شكل سيارة؟ نريد أيضًا اختبار هياكلنا مع التطبيقات العملية الحقيقية مثل الروبوتات الفضائية.”

تم دعم الدراسة، التي نُشرت في Nature Communications، بواسطة منح من الجمعية الوطنية للعلوم. يمكن أن يمهد هذا النهج المبتكر لتصميم الروبوتات الطريق لتقدم جديد في الأنظمة الاصطناعية، مما يجعلها أكثر قابلية للتكيف والوظائف لمختلف التطبيقات.