عمون - نجح فريق بحثي بمعهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) في كوريا الجنوبية في ابتكار عضلة اصطناعية وزنها 1.25 جرام فقط، لكنها قادرة على حمل وزن يفوقها بـ4000 مرة.

تتميز العضلة بقدرتها على تغيير حالتها الميكانيكية حيث تتحول من مادة ناعمة ومرنة إلى صلبة وقوية، مثل تحول المطاط إلى فولاذ، ما يمكّن الروبوتات والأجهزة القابلة للارتداء من أداء مهام متعددة وفق موقع انترستينج انجينيرينج.

شبكة بوليمر مزدوجة
تعتمد العضلة على شبكة بوليمر مزدوجة تجمع بين الروابط الكيميائية والتفاعلات الفيزيائية، لتوفير توازن بين القوة والمرونة، بالإضافة إلى جسيمات مغناطيسية دقيقة تتحكم بها المجالات المغناطيسية الخارجية، مما يسمح برفع الأشياء بدقة ومرونة عالية.

قدرة تحميل الوزن الثقيل
يمكن للعضلة الاصطناعية المتصلبة أن تدعم ما يصل إلى 5 كيلوغرامات (11 رطلاً) - أي ما يعادل "4000 ضعف وزنها"، وأن تتمدد حتى 12 مرة طولها الأصلي في حالتها اللينة.
البحث يقدم حلولاً لمشاكل سابقة

وقال البروفيسور جونج: "يتغلب هذا البحث على القيد الأساسي حيث تكون العضلات الاصطناعية التقليدية إما قابلة للتمدد بدرجة كبيرة ولكنها ضعيفة أو قوية ولكنها صلبة".

وأضاف المؤلف في البيان الصحفي: "إن مادتنا المركبة قادرة على القيام بكلا الأمرين، مما يفتح الباب أمام المزيد من الروبوتات الناعمة متعددة الاستخدامات، والأجهزة القابلة للارتداء، والواجهات البشرية الآلية البديهية"، كما تتمتع العضلة بقدرة إنتاج طاقة فائقة.

عضلة تتفوق على العضلات البشرية
يتجلى الأداء العالي للعضلة من خلال قدرتها على تحمل إجهاد بنسبة 86.4% أثناء الانقباض - وهو رقم يتجاوز الإجهاد التقريبي للعضلات البشرية بأكثر من الضعف.

علاوة على ذلك، تصل كثافة عملها إلى 1150 كيلوجول/م3، وهو ما يعادل إنتاجية أعلى بنحو 30 مرة من إنتاجية الأنسجة البشرية.

وأوضح الباحثون أن "كثافة العمل تشير إلى مقدار الطاقة التي يمكن للعضلة تقديمها لكل وحدة حجم، وأن تحقيق قيم عالية إلى جانب القدرة العالية على التمدد كان تحدياً طويل الأمد".

كيف يمكن الاستفادة من ذلك؟
يمكن أن يساعد هذا التطوير في التطبيقات التي تتطلب تفاعلاً يشبه التفاعل البشري، مثل الأطراف الصناعية المتقدمة، والروبوتات الناعمة القادرة على التنقل في بيئات معقدة، والأجهزة القابلة للارتداء التي يمكنها التكيف مع حركات المستخدم واحتياجاته.





البيان