עור חכם מאפשר לרובוטים לחדור לתוך עורקי הדם או מנועי מטוסים

סאדנואס - במעבדות אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, צוות מהנדסים פיתח עור רובוטי רך שמאפשר לרובוטים קטנים הנעים באמצעות צמיחה או התהפכות פנימית לנוע בדיוק ובביטחון בסביבות מורכבות ושבריריות. הטכנולוגיה הזו עשויה לפתוח אופקים חדשים בחקר גופים מיקרוסקופיים, מעורקי הדם ועד המנועים של המטוסים.

הרובוטים בעלי הקוטר הזעיר (בין 3 ל-7 מילימטרים ואורך של כ-25 סנטימטרים) צויידו בעור רובוטי גמיש עם מנועים זעירים עשויים מחומר אלסטומר גבישי נוזלי (Liquid Crystal Elastomer), המפוזרים בקפידה בנקודות אסטרטגיות על העור. כאשר החוקרים שולטים בטמפרטורת המנועים הללו ובאיזון הלחץ בתוך גוף הרובוט, הרובוט יכול לנווט בעצמו, לפנות זוויות, לאזן את עצמו ולהחזיק את המצלמה לבדוק את הסביבה סביבו.

עור חכם שמנוע

אחת מהבדיקות הבולטות כללה העברת רובוט דרך דגם המדמה את עורקי הדם של בני אדם, כולל את האבי העורק בצורה המורכבת שלו, ובין חריצים זעירים שהיו לעיתים צריכים יותר מהקוטר של הרובוט עצמו. במקביל, נבדק העור הגמיש הזה בתוך דגם של מנוע מטוס, כאשר הרובוט הצליח להסתובב ולבדוק את המהות המורכבת של המנוע.

היתרון של המערכת הזו טמון בדיוק הגבוה של השליטה. במקום להיתמך במנועים פניאומטיים או חוטים כמו ברובוטים הגדולים, שילבו החוקרים חום, לחץ, וחום בעור של הרובוט עצמו כמנוע הכוונה פנימי; לכן העור הזה לא נחשב פשוט ל"כיסוי", אלא הוא חלק פעיל במערכת התנועה.

בדיקות הביצועים הראו שהרובוט יכול לבצע פניות חדות שעוברות על מאה מעלות לאורך מבנהו, ולנוע בין חריצים זעירים, ואף להיתפס על שטחים עדינים. כמו כן, הוא צוייד במצלמה פנימית שמאפשרת לצלם תמונות של האזורים הפנימיים של דגם המנוע.

אתגר הכי גדול היה לעצב את העור המיכני כך שיתאים לדרישות הסביבה עד שהעור יהיה דק אבל חזק, כך שלא יפריע לתנועה או להסתובבות של הרובוט, ויכול לעמוד בחזרות של התארכות ולחץ מבלי להישחק. כמו כן שולבו מחממים קטנים גמישים מתחת למנועים שמעלים את הטמפרטורה בצורה מבוקרת על מנת להפעיל את התנועה. המומחים עובדים על כך שהטכנולוגיה תהיה מסוגלת לעמוד בזעזוע על הלחץ הפנימי של הרובוט ללא ירידה בביצועים.

אופק פיתוח עתידי

החוקרים שואפים לגרום לרובוטים לפעול בצורה עצמאית ומרוחקת, ולהקטין אותם עוד כך שיהיו קטנים יותר ממה שהם עכשיו, מה שמגדיל את האפשרויות שלהם להיכנס לאזורים הדקים ביותר בגופי אורגניזמים חיים או מכונות תעשייתיות. הרובוטים שמתפתחים מצידם (Everting Robots) עם המנגנון שהעור הפנימי מסתובב החוצה בהדרגה, דומים לגפן שמתרחקת חודרת לחלל, ויכולים להתפשט בזמן הניידות.

הצוות מהמר שאותה טכנולוגיה לא תוגבל רק ליישומים רפואיים או תעשייתיים אלא ניתן להתאים אותה כך שתהיה ידיים רכות בהתקני מגע (Haptic Devices), או פינצטות רכות לתפיסת גופים עדינים, או רובוטים רכים נעים בסביבות קשות.

מה שאנו רואים היום הוא צעד לעבר עתיד שבו מכונות זעירות מתחילות לזוז בביטחון בתווך של רקמות חיות או מרכיבים זעירים במכונות, מבלי להזיק להן. העור החכם הזה הוא לא רק מרכיב נוסף אלא הלב של התנועה המדויקת ברובוטים הקטנים. אם יצליחו המאמצים להפוך את העור הזה ליותר יעיל ועצמאי, אנו עשויים להגיע לעידן שבו רובוטים שהם "עור" קטנה משערה יגלו פגמים בתוך מכשירים או גופים חיים מבלי להשאיר סימן.