تطوير قبضة روبوتية لمساعدة ذوي الاحتياجات الخاصة

طور باحثون من جامعة بنسلفانيا الأمريكية قبضة روبوتية تجمع بين القوة والمرونة، وتمكن المستخدم من الإحساس بقوة حقيقية في الواقع الافتراضي، فضلا عن تحسين ورفع كفاءة الروبوتات المرنة المستخدمة في مجالات مختلفة.

وتمنح القبضة يد الروبوت المرن القدرة على الإمساك بقوة 1.8 كيلوغرام، ما يماثل حمل كيس من التفاح، وتزيد القبضة من قوة اليد الروبوتية المرنة بمقدار 40 ضعفا، فضلا عن استهلاك 125 فولتا من الكهرباء فقط، أي ثلث ما تتطلبه القبضات الحالية من الكهرباء.

ويمكن استخدام التقنية الجديدة في تطوير أجهزة روبوتية مرنة قابلة للارتداء، بهدف محاكاة إحساس إمساك الأشياء في بيئات الواقع الافتراضي والمعزز.

وتمتاز الروبوتات المرنة المصنوعة من مواد؛ مثل المطاط والقماش بفوائد أكثر من مثيلاتها الصلبة، وتحديدا في مهمات تحتاج تفاعلا بشريا مباشرا، ويمكن أن تساعد الأشخاص ذوي القدرة المحدودة على الحركة في تأدية نشاطاتهم اليومية.

ولكن تفتقد الروبوتات المرنة إلى القوة اللازمة لأداء جميع المهمات، ما شكل تحديا أمام الباحثين في تطوير روبوتات قوية وقادرة على التفاعل بمرونة مع البيئة المحيطة.

وأشار الباحثون في دراستهم المنشورة في مجلة "ساينس روبوتكس" العلمية إلى أن القبضة الجديدة تزيد عن قوة القبضات المطورة سابقا بمقدار 63 ضعفا، فضلا عن زيادة الأمان خلال الاستخدام.

وتستطيع أيدي الروبوتات المرنة حاليا أن تمسك أشياء صغيرة مثل تفاحة، إذ تمسك الأشياء بنعومة أولا، وتتخذ شكل الجسم، ثم تقيس القوة اللازمة لإمساكها، وتزيد من صلابتها بما يكفي لالتقاطها ورفعها، بطريقة تشبه طريقة عمل الأيدي البشرية.

ويعتمد عمل القبضة على اتصال ميكانيكي بين قطبين كهربائيين ينجذبان لبعضهما بزيادة التوتر الكهربائي المطبق، ما يولد قوة احتكاك بين صفيحتي الالتقاط المتوازيتين مع الجسم المُراد التقاطه.

وقال الأستاذ الدكتور جيمس بيكول، المشارك في الدراسة، إن "طريقتنا فريدة من نوعها، إذ اعتمدنا على الاحتكاك في مفاصل الالتقاط بدلا من الصفائح المتوازية، بطريقة مشابهة لمنشآت الأبنية"، وفقا لموقع "تك إكسبلور".

وأثبت الباحثون قدرة القبضة الروبوتية على رفع كيس من التفاح بواسطة إصبع واحد من يد الروبوت المرن، خلافا للقبضات السابقة القادرة على رفع تفاحة واحدة.

ويعمل الباحثون على دمج القبضة الروبوتية في أجهزة الواقع الافتراضي والمعزز القابلة للارتداء، فضلا عن تطويرها وتخفيف وزنها وحجمها وتقليل الطاقة اللازمة لتشغيلها.