بیوهیبریدها در راه‌اند؛ ربات‌هایی زنده که به تمرینات ورزشی نیاز دارند!
تحقیقات جدید نشان می‌دهند که ربات‌های آینده ممکن است مانند انسان‌ها به تمرینات ورزشی نیاز داشته باشند تا قدرت و چابکی بیشتری پیدا کنند. پژوهشگران چینی سیستمی نوین ارائه داده‌اند که از تحریک الکتریکی یکنواخت برای رشد و تقویت عضلات مصنوعی استفاده می‌کند. این فناوری نوظهور، می‌تواند تحول عظیمی در رباتیک ایجاد کند و به ساخت ربات‌هایی با حرکت‌های طبیعی و عملکردی مشابه با موجودات زنده منجر شود.
ورود به عصر ربات‌های بیوهیبرید
تصور کنید ربات‌هایی را که نه تنها از فلز و سیم ساخته شده‌اند، بلکه دارای عضلاتی زنده و انعطاف‌پذیر نیز هستند. این ربات‌ها که به نام ربات‌های بیوهیبرید شناخته می‌شوند، از ترکیب بافت‌های زنده و مواد مصنوعی بهره می‌برند. دانشمندان معتقدند که این نوع ربات‌ها می‌توانند با تقلید از فرآیندهای بیولوژیکی، حرکت‌هایی نرم، طبیعی و بسیار کارآمدتر داشته باشند.
طبق یک پژوهش جدید که در مجله معتبر Advanced Functional Materials منتشر شده است، تمرینات فیزیکی عضلات مصنوعی در مرحله رشد آن‌ها می‌تواند قدرت انقباضی این عضلات را تا دو برابر افزایش دهد. این تحقیق نشان می‌دهد که چنین تمریناتی می‌توانند عملکرد یک ربات کرم‌مانند را بهبود بخشیده و سرعت حرکت آن را نسبت به روش‌های پیشین افزایش دهند.
تقویت عضلات مصنوعی با تمرینات الکتریکی و مکانیکی
محققان آکادمی علوم چین، به رهبری چوانگ ژانگ، سیستمی ترکیبی معرفی کرده‌اند که همزمان با رشد عضلات مصنوعی، آن‌ها را تحت تحریک الکتریکی و تمرینات مکانیکی قرار می‌دهد. این روش، مشابه فرآیندی است که در بدن انسان هنگام تمرینات ورزشی اتفاق می‌افتد.
در این سیستم، میدان‌های الکتریکی باعث تحریک عضلات مصنوعی می‌شوند، در حالی که یک مقاومت مکانیکی قابل تنظیم، فشاری مشابه تمرینات قدرتی بر روی عضله وارد می‌کند. این روش نه تنها قدرت انقباضی عضلات مصنوعی را افزایش می‌دهد، بلکه باعث بهبود عملکرد آن‌ها در هنگام حرکت نیز می‌شود.
پیشرفت چشمگیر در رباتیک بیوهیبریدی
با استفاده از این سیستم نوین، پژوهشگران موفق به تولید بافت عضلانی مصنوعی پیشرفته‌ای شده‌اند که می‌تواند یک ربات کوچک شبیه کرم ابریشم را با سرعتی معادل ۲.۳۸ میلی‌متر در ثانیه حرکت دهد. این سرعت، بالاتر از سایر ربات‌هایی است که تاکنون با عضلات مصنوعی ساخته شده‌اند.
علاوه بر این، قدرت انقباضی عضله مصنوعی تا ۹۸ درصد افزایش یافته و عملکرد آن در برخی جنبه‌ها به عضلات طبیعی نزدیک‌تر شده است. این پیشرفت می‌تواند در آینده به تولید ربات‌هایی منجر شود که از نظر حرکتی، شباهت زیادی به موجودات زنده دارند.
آینده‌ای که در آن ربات‌ها زنده‌تر از همیشه خواهند بود
دانشمندان باور دارند که ربات‌های بیوهیبرید، تحولی شگرف در دنیای علم و فناوری ایجاد خواهند کرد. این ربات‌ها می‌توانند از سلول‌های زنده برای حرکت، از نورون‌ها برای کنترل و از سلول‌های حسی برای دریافت اطلاعات محیطی بهره ببرند.
برخی از دانشمندان حتی گمان می‌کنند که این فناوری می‌تواند زمینه‌ساز خلق موجوداتی زنده از صفر باشد. با پیشرفت در زمینه رباتیک بیوهیبرید، شاید روزی شاهد ساخت اندام‌های مصنوعی زنده، ربات‌هایی با قابلیت خودترمیمی و حتی موجوداتی با قابلیت‌های فراتر از طبیعت باشیم.
تحریک الکتریکی: کلید رشد عضلات مصنوعی
تحقیقات قبلی روش‌های مختلفی را برای تحریک عضلات مصنوعی پیشنهاد داده بودند، اما همواره با چالش‌هایی روبه‌رو بوده‌اند. جدیدترین سیستم طراحی‌شده توسط پژوهشگران چینی، از الکترودهایی استفاده می‌کند که تحریک الکتریکی یکنواختی را برای رشد و تقویت عضلات مصنوعی فراهم می‌کنند.
علاوه بر این، یک مکانیزم فنری به عنوان محرک مکانیکی به کار گرفته شده است که هنگام انقباض عضله، نیرویی متعادل به آن وارد می‌کند. این سیستم نه تنها عضلات مصنوعی را تقویت می‌کند، بلکه امکان اندازه‌گیری لحظه‌ای نیروی انقباضی را نیز فراهم می‌سازد. این ویژگی باعث می‌شود که تحریک اعمال‌شده به عضله، بسته به شرایط آن به‌صورت خودکار تنظیم شود.
نتیجه‌گیری: گامی به سوی ربات‌های پیشرفته‌تر
توسعه ربات‌های بیوهیبرید و عضلات مصنوعی پیشرفته، نویدبخش آینده‌ای است که در آن ربات‌ها می‌توانند حرکاتی طبیعی‌تر، سریع‌تر و کارآمدتر از قبل داشته باشند. این پیشرفت‌ها، نه تنها در حوزه مهندسی رباتیک، بلکه در زمینه‌های پزشکی، زیست‌فناوری و حتی علوم فضایی نیز تأثیرگذار خواهند بود.
در نهایت، شاید روزی ربات‌ها نه تنها قادر به انجام حرکات پیچیده مانند انسان‌ها باشند، بلکه بتوانند مانند ما ورزش کنند، تمرین کنند و حتی قوی‌تر شوند. آینده‌ای که در آن مرز میان زندگی طبیعی و فناوری بیش از همیشه محو خواهد شد.
