انبرک‌های هوشمند

به گفته محققان دانشگاه تورنتو در کانادا که مجری این طرح تحقیقاتی بودند، این قلاب‌های رباتیک می‌تواند فشاری به کوچکی 20 نانو نیوتن بر جسم وارد کند. این نخستین حسگری است که می‌تواند با دقت بسیار زیاد فشار وارد شده بر جسم مورد نظر را تحت کنترل قرار دهد. این در حالی است که انبرک‌هایی که پیش از این برای جابه‌جایی اجسام بسیار کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفتند فاقد چنین ویژگی‌ای بوده‌اند، اما امروزه با مورد توجه قرار دادن مفاهیم و دستاوردهای علم رباتیک می‌توان ابزارهایی را طراحی کرد که حتی بتوانند بازخورد نیروی اعمال‌شده بر جسم را نیز حس کنند. یکی از دیگر ویژگی‌های این انبرک‌ها این است که حتی می‌توانند از طریق حس لامسه، سطح مورد نظر را نیز شناسایی کنند تا به این ترتیب بدون برخورد با دیگر موانع و آسیب رساندن به دیگر بخش‌ها، مستقیما سلول‌ها را هدف قرار دهند. با توجه به چنین ویژگی‌ها و توانایی‌هایی، با اتصال این انبرک به یک میکروسکوپ و استفاده از نرم‌افزار مناسب برای این کار، دستگاه بدون نیاز به نظارت کاربر برنامه‌ای را که برای آن در نظر گرفته شده است، انجام خواهد داد. حساسیت این دستگاه به اندازه‌ای است که حتی می‌تواند نیروی لازم برای حفظ یک جسم بسیار کوچک به وزن 2 میلیونیوم گرم در برابر کشش جاذبه را نیز اعمال کند. طول هر یک از بازوهای این انبرک حدود 3 میلی‌متر است و در انتهای هر یک از بازوها قلاب‌های بسیار کوچکی وجود دارد که می‌تواند سلول‌هایی به قطر 10 میکرومتر را به دام اندازد. در آزمایش‌هایی که برای بررسی عملکرد این دستگاه انجام شد، انبرک‌ها توانستند سلول‌های قلب یک خوک را بدون این‌که به آن آسیبی برسد با نیروی 100 نانونیوتن نگه‌داشته و تنها تا حدودی ساختار اولیه آن را از نظر ظاهری تغییر دهند.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این انبرک‌ها که آنها را با دیگر نمونه‌های مشابه که پیش از این ساخته شده‌‌اند، متمایز می‌سازد این است که در این دستگاه قلاب‌ها به کمک حس لامسه به‌صورت خودگردان به سمت هدف حرکت کرده و خود را به آن می‌رسانند، در چنین شرایطی احتمال این‌که قلاب‌ها آسیب ببینند کمتر خواهد بود که در نتیجه سبب افزایش کارآیی این دستگاه خواهد شد. این دستگاه با به دام انداختن سلول‌ها و قرار دادن آنها در کنار هم به‌صورت یک خط افقی ویژگی‌های بیولوژیکی و مکانیکی هر یک از آنها را به‌صورت دقیق مورد ارزیابی قرار داده و احتمال خطاهای انسانی در مطالعه و بررسی بافت‌های مختلف بدن را به حداقل می‌رساند. از آنجایی‌که این انبرک‌ها قابلیت برداشتن قطعات سیلیکونی و در کنار هم قرار دادن آنها را دارند، می‌توان گفت در حقیقت یک بازوی رباتیک انعطاف‌پذیر هستند که از مهارت بسیار زیادی در انجام کارهای مشابه برخوردارند و می‌توانند مسوولیت انجام بسیاری از کارها را که به‌علت محدودیت‌های موجود در مقیاس فضای مورد نظر انسان قادر به انجام آن نخواهد بود، به عهده گیرند.

جالب است بدانید این دستگاه‌ها بسیار ارزان‌قیمت هستند، چرا که براساس فرآیند‌های مشابه ساخت قطعات رایانه‌ای و از قرص‌های سیلیکونی ساخته شده‌اند. قیمت بسته‌های صدتایی این انبرک‌ها حدود 50 دلار است و اگر به تولید انبوه برسند، قیمت آنها به 10 دلار کاهش خواهد یافت.

منبع: newscientist
مترجم: فرانک فراهانی‌جم‌