دانشمندان چینی از توسعه یک ربات شناگر الکترومغناطیسی نرم، بی‌سیم و بدون باتری خبر دادند که برای نظارت بر مولکول‌های شیمیایی و ویروسی در مکان‌های صعب‌العبور طراحی شده است.

این ربات برگ‌شکل با الهام از دم دلفین ساخته شده و تنها ۵.۳ گرم وزن دارد و توانایی قابل توجهی در تشخیص و تعیین کمیت مواد مختلف، از جمله ویروس سارس-کوو-۱۹، در لوله‌های شبیه‌سازی شده دارد.

این تحقیق که در مجله Science Advances منتشر شده است، بر پتانسیل این نوآوری برای نظارت در لحظه بر فضاهای محدود مانند لوله‌ها تاکید می‌کند و به چالش مهمی در سلامت عمومی رسیدگی می‌کند. در حال حاضر نظارت بر چنین فضاهایی محدود به بخش‌هایی است که برای نمونه‌برداری دستی در دسترس هستند و این ردیابی منشا آلودگی را دشوار می‌کند.

یکی از قابلیت‌های کلیدی ربات این تیم ترکیبی از توانایی‌های حرکتی و تشخیصی آن است که در ربات‌های متحرک موجود نادر است. دکتر لی دنگ فنگ (Dengfeng)، محقق ارشد گروه مهندسی پزشکی در دانشگاه سیتی هنگ‌کنگ، در گفتگو با ساوث چاینا مورنینگ پست، توضیح داد که هدف محققان طراحی رباتی بود که «مانند دلفین» شنا می‌کند.

طراحی و عملکرد نوآورانه

در سیستم محرکه ربات شناگر نرم که از دم دلفین الگوبرداری شده است، از یک سیستم تحریک الکترومغناطیسی برای کنترل آهنرباها استفاده می‌شود و به ربات امکان نوسان و حرکت در آب را می‌دهد.

حسگرهای الکترود روی دستگاه برای شناسایی مولکول‌های مختلف بر اساس نیازهای بهداشت عمومی، از فلزات سنگین گرفته تا ذرات بیولوژیکی و آلاینده‌های هسته‌ای، آماده می‌شوند.

رباتی که کرونا را تشخیص می‌دهد!

به گفته لی، طراحی ربات، کارایی و انعطاف‌پذیری سیستم‌های نظارت الکترونیکی سیار را بدون به خطر انداختن عملکرد در فضاهای محدود و باریک افزایش می‌دهد. قابلیت‌های بی‌سیم، آن را قادر می‌سازد به طور یکپارچه و بدون کابل در محیط‌های حلقه بسته مانند لوله‌های دایره‌ای کار کند.

قابل توجه است که محققان تصمیم گرفتند از باتری‌های سنتی صرف نظر کنند و با استفاده از سیگنال‌های فرکانس رادیویی که از میدان‌های الکترومغناطیسی ساطع شده توسط یک سیم‌پیچ خارجی خارج می‌شوند، ربات را تغذیه کنند. این انتخاب استراتژیک نه تنها وزن ربات را کاهش می‌دهد، بلکه به آن اجازه می‌دهد تا بدون سیم در حین نظارت بر محیط، خود را شارژ کند.

محدودیت‌ها و چشم اندازها

این تیم تحقیقاتی کاربردهای بالقوه‌ای را برای ربات نرم در سناریوهای مختلف از جمله خطوط لوله‌کشی و حتی در بدن انسان پیش‌بینی می‌کنند.

اگرچه محدودیت‌هایی در طراحی ربات وجود دارد، مانند استفاده از انرژی فرکانس رادیویی که فاصله فعالیت ربات را به حداکثر چهار سانتی‌متر محدود می‌کند و انتقال داده‌ها به تلفن هوشمند مبتنی بر ارتباطات میدان نزدیک است و بُرد آن را به ۱۰ سانتی‌متر محدود می‌کند، اما لی دنگ فنگ به فناوری خود اطمینان دارد.

لی به ساوث چاینا مورنینگ پست گفت: چنین فاصله‌ای برای فعالیت در خطوط لوله‌کشی و حتی در بدن انسان کافی است. در حالی که او اذعان می‌کند که برای کار اعماق دریا کافی نیست و این تیم به دنبال ادغام سیستم خود با ربات‌های موجود در زیر آب هستند که می‌توان راه را برای بررسی اعماق دریا نیز هموار کرد.

آن‌ها همچنین اهمیت گسترش قابلیت‌های حسگری ربات را برای فعال کردن عملکرد آن در سناریوهای کاربردی متنوع‌تر بیان کردند. علاوه بر این، آن‌ها سازگاری‌های بالقوه را برای استفاده در بدن انسان مانند نظارت بر اسیدهای معده یا انجام درمان با تحریک الکتریکی پیشنهاد می‌کنند.

جزئیات تحقیقات این تیم در مجله Science Advances منتشر شده است.