قفاز "مستوحى من الأخطبوط" يتيح الإمساك بالأشياء تحت الماء!

والقفاز مستوحى من مخالب الأخطبوط، وهو مغطى بمصاصات آلية مزودة بأجهزة استشعار يمكنها معرفة مدى بُعد الجسم.

وعندما تكتشف المستشعرات سطحا قريبا، فإنها ترسل إشارة إلى وحدة التحكم والتي ستعمل على تنشيط الالتصاق.

ويأمل الباحثون في إمكانية استخدام القفاز في العمليات تحت الماء التي تتطلب لمسة رقيقة.

ويعرف أن البشر ليسوا مجهزين بشكل طبيعي للعمل تحت الماء، ولهذا السبب تم اختراع النظارات الواقية وبدلات الغوص.

ويعتمد كل من غواصي الإنقاذ وعلماء الآثار تحت الماء ومهندسي الجسور وطواقم الإنقاذ على امتلاكهم قبضة جيدة للقيام بوظائفهم.

ومع ذلك، فمن الضروري في بعض الأحيان تشديد قبضة المرء للتعويض عن الانزلاق، والذي يمكن أن يضر بالعملية.

وقال مايكل بارتليت، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية: "هناك أوقات حرجة يصبح فيها هذا مسؤولية. ولدى الطبيعة بالفعل بعض الحلول الرائعة، لذلك نظر فريقنا إلى العالم الطبيعي بحثا عن أفكار. وأصبح الأخطبوط خيارا واضحا للإلهام".

ويمتلك الأخطبوط ثمانية أذرع طويلة قادرة على الإمساك بأشياء من أي نوع من السطح في بيئة مائية. وتأتي الأذرع مغطاة بلاصقات على شكل نهاية المكبس، والتي يتم التحكم فيها بواسطة الجهاز العضلي والعصبي لحيوان البحر.

وبعد أن تصنع الحافة الخارجية العريضة للجزء الماص ختما بجسم ما، يمكن للأخطبوط استخدام عضلاته لتقليص أو إرخاء المنطقة المقوسة خلف الحافة لزيادة الضغط أو تحريره.

إقرأ المزيد

اكتشاف أحواض ملحية نادرة في أعماق البحر الأحمر تحفظ أسرار كوارث حدثت قبل آلاف السنين

وعندما يتم إشراك العديد من الماصات، فإنها تخلق رابطة لاصقة قوية يصعب الهروب منها.

وقال بارتليت: "عندما ننظر إلى الأخطبوط، نجد أن المادة اللاصقة تبرز بالتأكيد وتنشط بسرعة وتطلق الالتصاق عند الطلب".

لكن الأمر المثير للاهتمام هو أن الأخطبوط يتحكم في أكثر من 2000 مصاصة عبر ثمانية أذرع من خلال معالجة المعلومات من أجهزة استشعار كيميائية وميكانيكية متنوعة. ويجمع الأخطبوط حقا ضبط الالتصاق، والاستشعار، والتحكم في التعامل مع الأشياء الموجودة تحت الماء.

وطور الفريق في معمل المواد اللينة والهياكل هيكلهم الخاص الذي يحتوي على سيقان مطاطية متوافقة مع أغشية ناعمة.
ونشرت طريقتهم في مجلة Science Advances.

وصممت الماصات لتلتصق بالأسطح المسطحة والمنحنية والناعمة والخشنة على أجسام مختلفة الأشكال والأحجام بضغط خفيف فقط - تماما كما يفعل الأخطبوط.

وأضاف إريك ماركفيكا من جامعة نبراسكا-لينكولن، بعد ذلك مجموعة من مستشعرات القرب البصري المصغرة LIDAR التي تكتشف مدى قرب الجسم.

ثم تم توصيل المستشعرات وأجهزة الاستشعار LIDAR من خلال متحكم دقيق، وبالتالي محاكاة الجهاز العصبي والعضلي للأخطبوط.

وقال بارتليت: "من خلال دمج المواد اللاصقة الناعمة وسريعة الاستجابة مع الإلكترونيات المدمجة، يمكننا الإمساك بالأشياء دون الحاجة إلى الضغط عليها. فهو يجعل التعامل مع الأشياء المبللة أو الموجودة تحت الماء أسهل بكثير وأكثر طبيعية.
وما عليك سوى تحريك يدك نحو شيء ما، وسيقوم القفاز بالعمل على فهمه. ويمكن القيام بكل ذلك دون أن يضغط المستخدم على زر واحد".

وبعد تثبيت الماصات على قفاز، اختبرها المهندسون على أجسام دقيقة وخفيفة الوزن باستخدام مستشعر واحد فقط.

ووجدوا أنه يمكن بسرعة التقاط وإطلاق الأشياء المسطحة والألعاب المعدنية والأسطوانات والجزء المزدوج المنحني من الملعقة وكرة هيدروجيل فائقة النعومة.

وبعد إعادة تكوين شبكة المستشعرات لاستخدام جميع المستشعرات لاكتشاف الأشياء، تمكنت القفازات أيضا من الإمساك بأشياء أكبر مثل لوحة وصندوق ووعاء.

وتم لصق الأجسام المسطحة والأسطوانية والمحدبة والكروية المكونة من مواد صلبة وناعمة ورفعها، حتى عندما لا يمسك المستخدمون الجسم عن طريق إغلاق أيديهم.

وفي المستقبل، يأمل الباحثون أن يلعب القفاز دورا في إمساك الروبوتات تحت الماء، والتقنيات بمساعدة المستخدم، والرعاية الصحية وتصنيع الأشياء الرطبة.

المصدر: ديلي ميل