نجح باحثون من معهد كوريا للآلات والمواد (KIMM) في تطوير يد روبوتية اصطناعية خفيفة الوزن، تتميّز بقدرة عالية على التكيّف مع أشكال الأجسام المختلفة، وتتيح إمساكها بدقة باستخدام أوامر حركية بسيطة.
هذا الابتكار الرائد يوفّر تحكما دقيقا بأطراف الأصابع، ويعتمد على آلية مبتكرة تتيح حرية حركة مزدوجة للإبهام باستخدام محرك واحد فقط، مما يقلل الوزن ويعزز الأداء في آنٍ واحد.
- نظام تحريك هجين يجمع بين الروابط والأسلاك
تدمج اليد الروبوتية الجديدة نظاما هجينا يجمع بين آلية الروابط ذات الأربع قضبان ونظام الأسلاك المحرّكة. وقد أوضح الباحثون أن:
آلية الروابط التقليدية تعاني من صعوبة في التكيّف مع تنوّع أشكال الأشياء بسبب مسارات الإمساك الثابتة.
آلية الأسلاك أكثر مرونة في التعامل مع الأشكال، لكنها تقلل من استقرار القبضات الدقيقة وتحد من سلاسة الحركة.
أما الآلية الهجينة المطورة في هذا المشروع، فقد جمعت بين ثبات القبضة وقوة الإمساك الدقيقة لنظام الروابط، ومرونة التكيّف مع الشكل لنظام الأسلاك، مما أسفر عن أداء فائق من حيث الدقة والكفاءة والثبات في الإمساك.
- تصميم خفيف ومرن للإبهام مع أداء مُعزز
كشفت الدراسة أن الباحثين قاموا بابتكار إبهام غير كامل التفعيل (underactuated) باستخدام آلية جنيف، التي تسمح لحركة متقطعة أن تتحكم بشكل مستقل في كل من:
الضمّ والانفراج (adduction-abduction)
الانثناء والانبساط (flexion-extension)
وكل ذلك عبر محرك واحد فقط.
وفي حين أن المنتجات التقليدية تعتمد على مفاصل سلبية أو محركات إضافية للتحكم في الإبهام – مما يؤدي إلى زيادة الوزن أو ضعف الأداء – استطاع هذا النظام أن يوفّر حلاً مثاليا يجمع بين الخفة والوظائف المتقدمة.
سهولة استخدام للمستخدمين وابتكار قابل للتطبيق على الروبوتات البشرية
أوضح الدكتور "مينكي شين"، الباحث الرئيسي في المشروع، أن اليد الجديدة ستُمكّن المستخدمين من أداء مجموعة متنوعة من مهام الإمساك بشكل طبيعي وبديهي باستخدام أوامر بسيطة، تمامًا كما يؤدي الأشخاص غير المصابين حركات معقّدة بأيديهم دون تفكير.
وأضاف: "نحن نسعى أيضًا لتطبيق هذه التكنولوجيا على الروبوتات البشرية (humanoid robots)، حيث يمكن لآليات اليد الروبوتية هذه أن تقلل من العبء الحسابي وتُسرّع الاستجابة، مما يدعم تطوير روبوتات أكثر كفاءة وعملية."
- راحة أكبر وكفاءة طاقية أعلى لمبتوري الأطراف
أشار الباحثون إلى أن هذه اليد الذكية تمكّن مبتوري الأطراف، الذين يعانون غالبا من صعوبة في إصدار إشارات تحكم دقيقة، من إمساك الأشياء المختلفة بثبات باستخدام أوامر حركية بسيطة.
كما أن النظام غير الكامل التفعيل يقلل من الوزن الإجمالي للجهاز، مما يخفف العبء الجسدي على المستخدم، ويُسهم الإمساك المتكيّف مع الشكل في تقليل استهلاك الطاقة، وإطالة عمر البطارية، ما يجعل التجربة اليومية أكثر راحة وفعالية.
- خطوات نحو براءات الاختراع والتسويق التجاري
أفاد فريق البحث أن طلبات براءات الاختراع للآليات الأساسية قد تم تقديمها، ويجري حاليا العمل على نقل التكنولوجيا إلى القطاع الصناعي تمهيدا لتسويق هذا الابتكار الواعد.