طور علماء في جامعة ستانفورد جلدا اصطناعيا من مادة السيليكون والبولي بروبيلين غلايكول التي تتمدد مثل جلد الإنسان دون تمزق، بينما تسمح الخصائص المغناطيسية للجلد بالمحاذاة الذاتية.
وعند تسخينها، تنعم البوليمرات وتتدفق وتتصلب عندما تبرد.
وعند تسخينها إلى 158 درجة فهرنهايت فقط (70 درجة مئوية)، تحدث المواءمة الذاتية والشفاء في غضون 24 ساعة تقريبا.
وقال الفريق إن الجلد يمكن أن يؤدي إلى “روبوتات طرية قابلة لإعادة التشكيل يمكنها تغيير شكلها والإحساس بتشوهها عند الطلب”.
وقال المعد المشارك كريس كوبر، مرشح الدكتوراه، لـ SWS: “حققنا ما نعتقد أنه أول عرض لجهاز استشعار متعدد الطبقات وغشاء رقيق يعيد تنظيمه تلقائيا أثناء الشفاء. هذه خطوة حاسمة نحو محاكاة جلد الإنسان، الذي يحتوي على طبقات متعددة يتم إعادة تجميعها جميعا بشكل صحيح أثناء عملية الشفاء”.
وأشاد الفريق بالجلد باعتباره الأقرب إلى الجلد الإلكتروني المستقبلي الذي ترتديه شخصية سايبورغ لأرنولد شوارزنيغر في امتياز فيلم “The Terminator”.
واستخدم كوبر وزملاؤه نفس تقنية طبقات جلد الإنسان لتطوير ابتكاراتهم.
وقال المعد المشارك الدكتور سام روت: “قد تشعر إحدى الطبقات بالضغط ودرجة حرارة أخرى وتوتر آخر”.
ويمكن تصميم الطبقات لاستشعار التغيرات الحرارية أو الميكانيكية أو الكهربائية.
ويتكون العمود الفقري لكل طبقة من سلاسل جزيئية طويلة متصلة بواسطة روابط هيدروجينية ديناميكية – على غرار تلك التي تمسك الحلزون المزدوج لشرائط الحمض النووي معا.
واستخدم الباحثون السيليكون وPPG (بولي بروبيلين غلايكول). كلاهما له خصائص ميكانيكية وشبيهة بالمطاط وتوافق مع الحياة.
وتم تصميم المادتين بعناية للحصول على استجابات لزجة ومرنة مماثلة للإجهاد الخارجي على مدى درجة حرارة مناسبة.
وأدت إضافة المواد المغناطيسية إلى تجمع النموذج الأولي ذاتيا من قطع منفصلة.
وقال المعد المشارك البروفيسور رينيه تشاو: “بالاقتران مع الملاحة الموجهة بالمجال المغناطيسي والتدفئة الحثية، قد نتمكن من بناء روبوتات ناعمة قابلة لإعادة التشكيل يمكنها تغيير شكلها والاستشعار بتشوهها عند الطلب”.
وتتمثل الرؤية طويلة المدى للجلد في إنشاء أجهزة يمكنها التعافي من التلف الشديد.
على سبيل المثال، تخيل جهازا يمكنه إعادة بناء نفسه بشكل مستقل عندما يتمزق إلى أجزاء.
وتتمثل الخطوة التالية في جعل الطبقات رفيعة قدر الإمكان – وذات وظائف مختلفة. وتم تصميم النموذج الأولي الحالي لاستشعار الضغط. ويمكن تضمين طبقات إضافية مرتبة لاستشعار التغيرات في درجة الحرارة أو الإجهاد.
وفيما يتعلق بالرؤية المستقبلية، يتخيل الفريق روبوتات يمكن ابتلاعها جزءا جزءاً ثم تجميعها ذاتيا داخل الجسم لإجراء علاجات طبية غير جراحية.
وتشمل التطبيقات الأخرى جلودا إلكترونية متعددة الحواس وذاتية الشفاء تتناسب مع الروبوتات وتزودها بحاسة اللمس.
المصدر: ديلي ميل
