رباتی که از خون خودش حسگر جدید می‌سازد!

ربات‌ها معمولا کارخانه را در حالی ترک می‌کنند که تمام حسگرهایی که قرار است در طول عمرشان داشته باشند، از قبل روی آن‌ها نصب شده است. اما اگر ربات‌ها می‌توانستند هر زمان که به حسگر جدیدی نیاز داشتند، آن را خودشان بسازند چه؟ دانشمندان اکنون یک ربات شبیه شب‌پره ساخته‌اند که از مواد شیمیایی موجود در خون مصنوعی خود برای انجام همین کار استفاده می‌کند.

نرم‌افزار می‌تواند نحوه استفاده یک ربات از سخت‌افزارش را تغییر دهد، اما نمی‌تواند حسگری را که اصلا وجود ندارد به آن اضافه کند. این ربات شب‌پره می‌تواند چنین کاری انجام دهد.

به نقل از نیواطلس، این ربات که توسط مهندسان دانشگاه تارتو در استونی و موسسه فناوری ایتالیا (IIT) ساخته شده، مواد شیمیایی را در خون مصنوعی خود حمل می‌کند. هنگامی که تیم پژوهشی نور فرابنفش را روی بدن سه‌بعدی چاپ‌شده ربات می‌تاباند، این مواد شیمیایی به داخل بدنه نفوذ می‌کنند و بخشی از پلاستیک را به یک حسگر کاملا جدید تبدیل می‌کنند.

چنین قابلیت خودساختی می‌تواند برای ربات‌هایی که به محیط‌هایی فرستاده می‌شوند که از قبل نمی‌توان پیش‌بینی کرد به چه چیزی نیاز خواهند داشت، بسیار مفید باشد؛ از ساختمان‌های فروریخته گرفته تا سیارات دیگر.

بدنه این شب‌پره از پلاستیک شفاف و به‌ صورت سه‌بعدی چاپ شده و رگ‌های بسیار کوچکی در آن تعبیه شده است. یک پمپ حدود سه میلی‌لیتر مایع را درون این رگ‌ها به جریان می‌اندازد و بخشی از این مایع حدود یک‌صدم میلی‌متر در پلاستیک اطراف نفوذ می‌کند.

این مایع حاوی ماده‌ای به نام پیرول (Pyrrole) است؛ ماده‌ای که با تابش نور فرابنفش و به کمک یک افزودنی فعال‌ شونده با نور، به یک پلاستیک رسانای الکتریکی به نام پلی‌پیرول (Polypyrrole) تبدیل می‌شود.

پژوهشگران با استفاده از یک شابلون مشخص کردند کدام بخش از بال باید در معرض نور قرار بگیرد. همان بخش از پیش از تابش نور، سیاه‌رنگ شد.

رگ‌ها و کانال‌های کوچک در بال‌ها، خون مصنوعی را منتقل می‌کنند

این حسگر حتی پس از چهار ماه نگهداری در انبار همچنان کار می‌کرد. همچنین با هر بار قرار گرفتن در معرض نور، حساسیت آن افزایش پیدا می‌کرد، زیرا پیرول باقی‌مانده همچنان به واکنش خود ادامه می‌داد.

با این حال، حسگر پس از هر بار تابش نور فرابنفش حدود پنج دقیقه زمان نیاز دارد تا دوباره به حالت پایدار بازگردد.

البته این ربات شب‌پره هنوز تنها یک نمونه اولیه است و محدودیت‌های مختلفی دارد که فعلا فاصله زیادی میان آن و استفاده در دنیای واقعی ایجاد می‌کند.

برای مثال، این ربات قابلیت پرواز ندارد و بال‌های آن توسط سیمی از جنس نیتینول (Nitinol) حرکت می‌کنند؛ نیتینول یک آلیاژ حافظه‌دار است که با استفاده از یک منبع تغذیه خارجی گرم می‌شود.

تامین انرژی بال‌ها با باتری امکان‌پذیر است، اما مزیت واقعی این فناوری زمانی آشکار می‌شود که خود خون مصنوعی بتواند انرژی مورد نیاز ربات را نیز ذخیره کند.

تیم پژوهشی آزمایش‌های اولیه‌ای را برای تامین انرژی ریزپردازنده داخلی ربات از مواد واکنش‌دهنده موجود در مایع انجام داده است.

شب‌پره ساخته‌شده در تارتو از سیستم گردش مایع خود برای اضافه کردن قابلیتی استفاده می‌کند که از ابتدا در آن وجود نداشته است. همین رگ‌ها می‌توانند مواد شیمیایی دیگری را نیز منتقل کنند؛ حتی موادی که امکان برگشت‌پذیر بودن واکنش آن‌ها وجود دارد.

مزیت داشتن یک سیستم گردش مایع داخلی این است که می‌توان آن را تخلیه کرد و دوباره با همان ترکیب یا حتی یک ترکیب کاملا متفاوت مورد استفاده قرار داد.

این قابلیت ممکن است برای استفاده از چنین ربات‌هایی خارج از محیط آزمایشگاه ضروری باشد.

امید می‌رود ۱۰ سال دیگر، خون مصنوعی و سیستم‌های گردش مایع در ربات‌ها برای برخی کاربردها به یک انتخاب بدیهی تبدیل شده باشند و چندین سیستم مبتنی بر مواد مختلف نیز به فناوری‌های پیشرفته و استاندارد این حوزه تبدیل شده باشند.

منبع: ایسنا