مش هتصدق حجمها.. علماء يبتكرون أصغر روبوتات فى العالم يمكنها الحركة والتفكير

كشف باحثون من جامعتي بنسلفانيا وميشيجان عن أصغر روبوتات العالم القابلة للبرمجة والتشغيل الذاتي بالكامل، حيث قد تُحدث هذه الآلات المجهرية ثورة في أساليب عمل الأطباء والمهندسين على أصغر المستويات، ووفقًا لتقارير إعلامية، فإن تصنيع هذه الروبوتات المجهرية أكثر فعالية من حيث التكلفة، إذ لا تتجاوز تكلفة تصنيع كل روبوت منها، الذي يبلغ قياسه حوالي 200 × 300 × 50 ميكرومتر، بنسًا واحدًا، ويمكنه العمل لأشهر.

وعلى الرغم من صغر حجمها، إلا أنها تتمتع بقدرات مذهلة: فهي قادرة على الحركة بشكل مستقل، واستشعار تغيرات درجة الحرارة، وتعديل مساراتها، كل ذلك دون أي تحكم خارجي كالمجالات المغناطيسية أو الأسلاك.

تعتمد هذه الروبوتات كليًا على الطاقة الضوئية، حيث تستخدم ألواحًا شمسية متناهية الصغر تُغذي حواسيبها الداخلية بالطاقة، تُمكّنها هذه الرقائق من "التفكير" والتصرف بشكل مستقل، وهو إنجاز غير مسبوق للأجهزة بهذا الحجم، يُعدّ هذا الإنجاز بالغ الأهمية، لدرجة أن الباحث الرئيسي مارك ميسكين، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة النظم في كلية الهندسة بجامعة بنسلفانيا، لخصه ببساطة قائلاً: "لقد صنعنا روبوتات ذاتية التشغيل أصغر بعشرة آلاف مرة، وهذا يفتح آفاقًا جديدة تمامًا للروبوتات القابلة للبرمجة."

وعلى عكس الأنظمة الروبوتية الأكبر حجمًا التي تتحرك باستخدام مفاصل مادية أو أطراف ميكانيكية، تستخدم هذه الآلات الدقيقة بديلاً مبتكرًا، فهي تولد مجالًا كهربائيًا يحرك الأيونات في السائل المحيط، والتي بدورها تدفع جزيئات الماء المجاورة لدفع الروبوت إلى الأمام، ومن خلال تعديل المجال الكهربائي، تستطيع الروبوتات الانزلاق في أنماط معقدة أو حتى السباحة معًا كقطيع صغير من الأسماك.

يتميز هذا التصميم المبتكر أيضًا بعدم وجود أجزاء متحركة، مما يجعله متينًا للغاية، وقد أظهر بعضها بالفعل القدرة على التحرك بسرعات تصل إلى طول جسم واحد في الثانية، وهو أمر مذهل بالنسبة لشيء أصغر من ذرة غبار.

كيف يمكن لروبوت أصغر من الملح أن "يفكر"؟

لم يكن ابتكار روبوت مستقل تمامًا بهذا الحجم إنجازًا بسيطًا، فلكي يعمل بشكل مستقل، تحتاج كل وحدة إلى حاسوب مصغر، ومستشعرات، ونظام تحكم في الدفع، ومصدر طاقة، وكلها مضغوطة في شريحة لا يتجاوز قطرها جزءًا من المليمتر، ولتحقيق ذلك، طور فريق من جامعة ميشيجان دوائر كهربائية فائقة الكفاءة في استهلاك الطاقة، تستهلك طاقة أقل بألف مرة من الإلكترونيات التقليدية، سمح هذا للمعالجات الدقيقة بالعمل بكفاءة عالية باستخدام الطاقة المحدودة التي توفرها ألواحها الشمسية المجهرية.

ونظرًا لأن الخلايا الشمسية تشغل معظم مساحة سطح الروبوت، فقد اضطر الباحثون إلى وضع المعالج والذاكرة في المساحة المتبقية الضيقة، والنتيجة هي تحفة فنية في عالم التصغير، أطلق عليها الفريق اسم أول روبوت بحجم أقل من ملليمتر قادر على التفكير، وحسب علمهم، لم يسبق لأحد أن تمكن من حشر حاسوب حقيقي، مزود بمعالج وذاكرة ومستشعرات، في حجم صغير كهذا.

وتمتلك  هذه الروبوتات القدرة على قياس درجة الحرارة بدقة تصل إلى ثلث درجة مئوية تقريبًا، مما يسمح لها باستشعار تغيرات الحرارة أو التحرك نحو المناطق الأكثر دفئًا، هذه الدقة تجعلها ذات قيمة لا تُقدر في البحوث الطبية، مثل مراقبة صحة الخلايا الفردية أو تتبع النشاط الخلوي في الوقت الفعلي.

في المستقبل، يخطط الباحثون لجعل هذه الروبوتات أكثر ذكاءً وتعددًا في الاستخدامات، فهم يتصورون نماذج قادرة على تخزين برامج أكثر تعقيدًا، والتحرك بسرعة أكبر، والتعامل مع بيئات أكثر قسوة، بفضل تصميمها المعياري وغير المكلف، تُشكّل هذه الروبوتات منصةً لجيل جديد من الآلات الدقيقة القادرة على إنجاز مهام متنوعة، بدءًا من ترميم الأنسجة وصولًا إلى تجميع هياكل نانوية.

من التصنيع الفعال من حيث التكلفة إلى التصغير المذهل، تُعيد هذه الروبوتات، التي لا يتجاوز حجمها حجم حبة الملح، تعريف حدود الإمكانيات في مجال الروبوتات، وكما يقول البروفيسور ميسكين وفريقه، هذه مجرد بداية، لمحة عن مستقبل قد تسبح فيه أساطيل من الآلات المجهرية داخل أجسامنا أو تبني أجهزةً أصغر من أن تلمسها أيدينا.

اصغر روبوت في العالم