الوحدة – سها أحمد علي
تمكّن فريق بحثي من معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) في كوريا الجنوبية من تحقيق إنجاز ثوري في عالم الروبوتات الناعمة، وذلك من خلال تطوير عضلة اصطناعية فريدة قادرة على تغيير حالتها الميكانيكية بشكل جذري. إذ تتحول هذه العضلة المبتكرة من مادة مرنة إلى أخرى صلبة وقوية، تماماً كما لو تحول المطاط إلى فولاذ، فتصبح قادرة على التصلب لرفع الأوزان الثقيلة ثم تلين مرة أخرى عند الانكماش لأداء المهام الدقيقة ذات الحساسية العالية.
على الرغم من أن العضلات الاصطناعية تمثل حلماً للمهندسين لقدرتها على تقليد الحركة البشرية، إلا أن التحدي الأكبر كان دائماً يتمثل في إيجاد توازن بين القوة والمرونة، إذ إن العضلات المرنة تفشل في رفع الأوزان الثقيلة، بينما تعجز العضلات الصلبة عن أداء المهام الدقيقة. إلا أن فريق البروفيسور هون إيوي تمكن من كسر هذا الحاجز بابتكار عضلة جديدة لا يتجاوز وزنها 1.25 جراماً، تجمع بين الصلابة الهيكلية عند التحميل والمرونة عند الانقباض.
ويكمن سرّ هذه العضلة الخارقة في استخدام شبكة بوليمر مزدوجة الترابط، تعتمد على الروابط الكيميائية التساهمية لتوفير القوة، إلى جانب التفاعلات الفيزيائية التي تتغير بفعل الحرارة لتوفير المرونة. كما أُدرجت جسيمات مغناطيسية دقيقة داخل المادة، مما يسمح بالتحكم الدقيق في حركة العضلة عبر مجالات مغناطيسية خارجية. وقد أظهرت التجارب أن هذه التقنية تتيح للعضلة رفع الأجسام من خلال الدفع المغناطيسي بدقة عالية.
وفي نتائج مذهلة، أثبتت الاختبارات أن العضلة المتصلبة قادرة على رفع ما يصل إلى 5 كيلوغرامات، أي ما يعادل 4000 مرة وزنها الخاص، مع إمكانية تمددها حتى 12 ضعف طولها الأصلي. وأشار البروفيسور جونج إلى أن هذا الابتكار يتغلب على القيود التقليدية للعضلات الاصطناعية، ذلك أن المادة الجديدة تجمع بين القوة والمرونة في وقت واحد.
وتتميز العضلة بقدرة إنتاج طاقة استثنائية، إذ تتحمل إجهاداً بنسبة 86.4% أثناء الانقباض، أي أكثر من ضعف إجهاد العضلات البشرية، كما تصل كثافة عملها إلى 1150 كيلوجول/م³، وهي طاقة تفوق الأنسجة الطبيعية بنحو 30 مرة.
يُفتح هذا التطور الباب على مصراعيه أمام مجموعة واسعة من التطبيقات المستقبلية الواعدة، التي تشمل الأطراف الصناعية المتقدمة ذات الكفاءة العالية، والروبوتات الناعمة القادرة على التحرك في بيئات معقدة، إضافة إلى الأجهزة القابلة للارتداء التي تتكيف بذكاء مع حركة المستخدم واحتياجاته. وبذلك، يشكل هذا الابتكار خطوة كبرى نحو مستقبل تصبح فيه الروبوتات أكثر إنسانية وذكاءً في التفاعل.