علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Simple robot design exceeds human hand in some core motions
(بواسطة: وايلي للنشر – امريكا، تصحيح وتدقيق: غابي كلارك، مراجعة: روبرت إيغان)
(Wiley, edited by Gaby Clark, reviewed by Robert Egan)
ملخص: استطاع روبوت هوائي ذو زنبرك حلزوني وهيكل مقيد محاكاة حركات القرص والتدوير والتعليق والإمساك باستخدام مدخلين فقط. وقد تعامل مع أدوات دقيقة، وأدار أغطيةً بما يقارب أربعة أضعاف قدرة اليد البشرية، وأمسك بأشياء أكبر بما يصل إلى 13 ضعفًا من الأنظمة المماثلة، ومدّ أو تقلص بمقدار 3.5 أضعاف قدرة اليد البشرية.
( المقالة المترجمة )
تُعدّ اليد البشرية آلةً بارعةً ومتعددة الاستخدامات. وقد سعى العلماء تقليديًا إلى محاكاة هذه الخصائص في الروبوتات من خلال نسخ الميكانيكا الحيوية لليد، مما أسفر عن هياكل معقدة يصعب التحكم بها. وقدّمت دراسة جديدة نُشرت في مجلة “أدفانسد ساينس” حلاً بديلاً لهذه التحديات: روبوت “بايوفليكس بوت”[1] (BioflexBot)، وهو روبوت مبتكر يُحاكي، بل ويتجاوز، الحركات الأساسية لليد بتصميم بسيط.
فبدلاً من تصميم يد روبوتية ذات تشريح معقد كما في اليد البشرية، سعى الباحثون إلى محاكاة حركات اليد الأساسية باستخدام زنبرك حلزوني، وغلاف مُقيّد، ونظام هوائي بسيط، مع استخدام الهواء المضغوط للتحكم في الحركة الميكانيكية. وبفضل دقته العالية ونطاق حركته الواسع، يستطيع “بايوفليكس بوت” القيام بحركات القرص والتدوير والخطاف والإمساك باستخدام مدخلين هوائيين فقط.
اختبار الحركات الأساسية للروبوت
أكّد الباحثون أن “بايوفليكس بوت” يستطيع القيام بتكرار هذه الحركات الأساسية لليد. ولمحاكاة عملية القرص، نجح الروبوت “بايوفليكس بوت” في استغلال إبرة الوخز [المستخدمة في علاج الوخز بالإبر] ونقل السوائل بدقة باستخدام ماصة، مُنجزًا مهامًا دقيقة شائعة في بيئات الرعاية الصحية أو المختبرات. وقد أدار “بايوفليكس بوت” غطاء زجاجة بما يقارب أربعة أضعاف قدرة اليد البشرية. وأظهر الباحثون قدرة “بايوفليكس بوت” على تعليق أشياء مثل صندوق الأدوات والنظارات الواقية. وأخيرًا، وجدوا أن “بايوفليكس بوت” قادر على الإمساك بأشياء ذات أحجام مختلفة بإحكام، يصل حجمها إلى 13 ضعف حجم الأنظمة المماثلة تقريبًا.
أين يُمكن أن يُفيد مدى الوصول الإضافي؟
إلى جانب محاكاة حركات اليد التقليدية بدقة، يتفوق “بايوفليكس بوت” على أداء اليد البشرية، حيث يمتد وينكمش بمقدار 3.5 أضعاف. لذا، يُمكن لـ “بايوفليكس بوت” الإمساك بأشياء معقدة، والوصول إلى مسافات طويلة، وتوصيل الأشياء في الأماكن الضيقة، ونقل عدة أشياء بالتتابع. وقد عرض الباحثون ثلاثة تطبيقات محتملة لـ “بايوفليكس بوت”: فحص شفرات محركات الطائرات، وإنجاز المهام اليومية بالتكامل مع روبوت بشري، وإجراء تجربة كيميائية.
وتشير هذه النتائج إلى أن التصميم البسيط لروبوت “بايوفليكس بوت” يُمكن أن يُحقق براعة فائقة بتكلفة منخفضة للغاية، مع تطبيقات في مختلف القطاعات. وستُركز الأبحاث المستقبلية على تحويل النموذج الأولي إلى منصة مؤتمتة بالكامل.
ويقول المؤلف الرئيسي للدراسة، الدكتور يينغتيان لي، من الجامعة الصينية في هونغ كونغ في شنتشن: “من خلال تسخير الذكاء الهيكلي والفيزيائي، سعينا إلى تصميم بسيط قادر على الإمساك بمختلف الأحجام والتحكم المعقد الذي يُحاكي الإنسان”.
ويضيف المؤلف الرئيسي للدراسة، الدكتور يانغ يانغ، من جامعة نانجينغ لعلوم وتقنية المعلومات: “على عكس معظم الأيدي الروبوتية التي تُحاكي الشكل البشري بتكاليف باهظة للأجهزة والتحكم، يركز نهجنا فقط على محاكاة الوظائف، وليس الشكل”.
وقد نشرت الورقة العلمية المعنونة “روبوت محاكاة وظيفي حيوي لمهام متعددة الاستخدامات، من التلاعب متعدد المقاييس إلى دمج الأطراف مع الأدوات” التي ألفها زن تانغ وآخرون في مجلة “العلوم المتقدمة” (Advanced Science) (2026). DOI: 10.1002/advs.76527
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://techxplore.com/news/2026-08-simple-robot-exceeds-human-core.html
الهوامش:
[1] “بايوفليكس بوت” (BioflexBot) عبارة عن يد روبوتية مبتكرة ومنخفضة التكلفة، طوّرها باحثون في الصين، وتستخدم زنبركًا حلزونيًا وغلافًا خارجيًا مرنًا وهواءً مضغوطًا (نظامًا هوائيًا) لتحقيق براعة عالية باستخدام مدخلين تحكم فقط. وبدلًا من محاكاة تشريح عظام وأوتار الإنسان بدقة، تعتمد على المحاكاة الحيوية الوظيفية للتمدد والتقلص والإمساك.
