جلد إلكتروني ذو حاسة لمس قوية.. جديد العلم

منذ ظهور الروبوتات والأطراف الاصطناعية الذكية، والأبحاث العلمية متواصلة لابتكار جلد يحاكي جلد الإنسان، مرن وقابل للتمدد، وله خاصية الشفاء الذاتي. وقد تم بالفعل الوصول إلى أنواعٍ مختلفة منه، بالاستفادة من التقدم الذي حصل في الفترات السابقة في عديد من مجالات علم المواد.

ولكن الابتكار الجديد التي حققه فريق من قسم علوم وهندسة المواد في كلية الهندسة في جامعة سنغافورة الوطنية، بقيادة بنجامين تي، يختلف عما سبقه. وقد تم التنويه عن هذا الابتكار أول مرَّة في المجلة العلمية المرموقة (Science Robotics) في 18 يوليو 2019.


إن حاسة اللمس ضروريةٌ جداً للإنسان وحركته وتوازنه، وهي كذلك للروبوتات؛ التي تعمل بأجهزة استشعار ضعيفة. وقد استلهم الفريق عمل الجهاز العصبي الحسي للبشر ليبتكر جهازاً اصطناعياً يفوق حاسة اللمس عند الإنسان.

والفارق الكبير الذي ميَّز هذا الجهاز، هو أنه يتكوَّن من شبكة من أجهزة الاستشعار المتصلة عبر موصل كهربائي واحـد، على عكس حزم الأعصــاب في الجلد البشــري، أيضاً على عكس الأشكــال الإلكترونية الموجودة سابقاً التي تحتوي على أنظمة توصيل سلكية تجعلها حساسة للضرر ويصعب توسيع نطاقها.

ويعلِّق تي على هذا الاكتشاف بقوله: "يفتح هذا التطور الباب واسعاً لإمكانية تقليد نظامنا البيولوجي وجعله أفضل، عند ذلك يمكننا إحداث تطورات هائلة في مجال الروبوتات، حيث إن تطبيق الجلود الإلكترونية يهيمن على هذه الصناعة بشكل كبير".

ويتفوق هذا الجهاز الجديد على حاسة اللمس عند الإنسان بأكثر من 1000 مرَّة. وعلى سبيل المثال، هو قادر على التمييز بين ملمس الأجسام لأجهزة الاستشعار المختلفة في أقل من 60 نانو ثانية (واحد من مليار من الثانية). كما يمكنه تحديد شكل الأشياء وملمسها وصلابتها بدقة خلال 10 مللي ثانية، أي أسرع بعشرة أضعاف من رمش العين.

ويتمتع هذا الجهاز بمقاومة عالية للأضرار المادية المحتملة، وهي خاصية مهمة بالنسبة للجلود الإلكترونية لأنها على احتكاك متواصل ومتكرر بالبيئة. على عكس النظم الحالية المستخدمة لربط أجهزة الاستشعار في الجلود الإلكترونية الحالية، فجميع أجهزة الاستشعار متصلة بموصل كهربائي واحد، وكل جهاز استشعار يعمل بشكل مستقل ويصبح أقل عرضة للتلف.



**حقوق النشر محفوظة لمجلة القافلة، أرامكو السعودية