عضلة اصطناعية تتحول بين المرونة والصلابة
نجح فريق بحثي من معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) في كوريا الجنوبية في تطوير عضلة اصطناعية مبتكرة قادرة على تغيير حالتها الميكانيكية.
يمكن لهذه العضلة أن تتحول من مادة مرنة إلى مادة صلبة وقوية، بحيث تتصلب عند رفع الأوزان الثقيلة وتلين عند الانكماش لأداء المهام الدقيقة، ما يجعلها أقرب لمحاكاة الحركة البشرية بدقة غير مسبوقة.
حل توازن القوة والمرونة
كانت العقبة الكبرى في تطوير العضلات الاصطناعية دائمًا إيجاد التوازن بين القوة والمرونة، حيث تفشل العضلات المرنة في رفع الأوزان الثقيلة، بينما تعجز العضلات الصلبة عن أداء المهام الدقيقة.
تمكن فريق البروفيسور هون إيوى من كسر هذا الحاجز عبر ابتكار عضلة لا يتجاوز وزنها 1.25 جرام، تجمع بين الصلابة الهيكلية عند التحميل والمرونة عند الانقباض.
بنية متقدمة وتحكم مغناطيسي
تعتمد العضلة على شبكة بوليمر مزدوجة الترابط تمنحها القوة عبر الروابط الكيميائية التساهمية، مع تفاعلات فيزيائية توفر المرونة عند تغير الحرارة.
كما أُدرجت جسيمات مغناطيسية دقيقة، تسمح بالتحكم الدقيق في حركة العضلة عبر مجالات مغناطيسية خارجية، ما يمكنها من رفع الأجسام بدقة عالية باستخدام الدفع المغناطيسي.
أداء يفوق العضلات البشرية
أظهرت الاختبارات أن العضلة المتصلبة تستطيع رفع ما يصل إلى 5 كيلوغرامات، أي ما يعادل 4000 مرة وزنها، ويمكنها التمدد حتى 12 ضعف طولها الأصلي.
ويشير البروفيسور جونج إلى أن العضلة الجديدة تتحمل إجهادًا بنسبة 86.4% أثناء الانقباض، أي أكثر من ضعف إجهاد العضلات البشرية، كما تصل كثافة عملها إلى 1150 كيلوجول/م³، أي نحو 30 مرة أكثر من الأنسجة الطبيعية.
تطبيقات مستقبلية واعدة
يفتح هذا الابتكار الباب أمام تطوير أطراف صناعية متقدمة، وروبوتات ناعمة قادرة على الحركة في بيئات معقدة، وأجهزة قابلة للارتداء تتكيف مع حركة المستخدم.
يمثل هذا الإنجاز خطوة كبرى نحو روبوتات أكثر إنسانية وذكاءً في التفاعل، ويضع الأساس لمستقبل يعتمد على عضلات اصطناعية قوية ومرنة تفوق قدرات العضلات البشرية التقليدية.
