روبوتات مرنة لرعاية المسنين باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد

روبوتات مرنة (ناعمة) في طور الظهور من خلال طباعتها بـ الطابعات ثلاثية الأبعاد، و التي أصبحت -الآن- متوفرة بين يديك إذ يمكنك طباعة روبوتك الخاص مباشرة !!

يمكن للروبوتات التي تم إنشاؤها باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد أن تهتم بالمسنين أو ما يطلق عليهم بأولئك الأشخاص الذين يعيشون في السنوات الذهبية من أعمارهم .

حيث قام  الباحثون بتطوير طريقة تصميم جديدة لإنشاء روبوتات ناعمة (لينة)

soft robots

، والتي من الممكن أن تساعد في تقديم الرعاية لأفراد الأسرة المسنين .

و قد طور باحثو جامعة بوردو

Purdue

طريقة تصميم جديدة ستمكن أي شخص من تصميم وتصنيع الروبوتات اللينة بسرعة باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. و من المعلوم أن عدد سكان العالم المسنين في ازدياد، و من المتوقع أن يزيد عدد المسنين  بشكل أكبر - وهم الأشخاص الذين يبلغون من العمر ستين 60 عاماً أو أكبر - بأكثر من الضعف بحلول عام 2050 ، وهو ينمو بمعدل أسرع من جميع الفئات العمرية الأصغر سناً في جميع أنحاء العالم.

ويأتي هذا التوجه مع زيادة الطلب على مقدمي الرعاية القادرين على توفير الرعاية على مدار الأربع و العشرين 24 ساعة ، ليس فقط في المستشفيات أو دور رعاية المسنين ، ولكن أيضاً في المنازل والشقق الخاصة.

 

ما يقارب الـ نصف مليون مساعد روبوتي بحلول 2045

و بالفعل ، فقد تمت برمجة روبوتات  تقديم الرعاية caregiving robots مسبقاً وذلك من أجل طرح الأسئلة التي من الممكن أن تقوم الممرضة بطرحها ، و بإمكانها مراقبة المرضى فيما يتعلق بشأن حوادث السقوط. ومن المتوقع أن يصبح هؤلاء المساعدين الروبوتيين قابلين للتسويق على نحو متزايد وأن يصل عددهم إلى 450,000 بحلول عام 2045 بسبب النقص المتوقع لمقدمي الرعاية في الولايات المتحدة.

و قد صرح رمسيس مارتينيز Ramses Martinez ،وهو أستاذ مساعد في كلية الهندسة الصناعية وكلية ويلدون للهندسة الطبية الحيوية في كلية بوردو للهندسة

an assistant professor in the School of Industrial Engineering and in the Weldon School of Biomedical Engineering in Purdue's College of Engineering

قائلاً: "

لسوء الحظ ، إن الهيكل الصلب الخارجي لروبوتات تقديم الرعاية الحالية يمنعهم من التفاعل الآمن بين الإنسان والآلة ، مما يحد من مساعدتهم على صعيد التفاعل الاجتماعي وليس على صعيد التفاعل البدني فقط

".  و يضيف متسائلاً، مستنكراً: "و في النهاية ، هل حقاً بإمكانك أن تترك الأطفال أو كبار السن من ذوي الإعاقات الجسدية أو الإدراكية في أيدي الروبوت؟"

 

و قد مكنت التطورات الحديثة في علم المواد من تصنيع روبوتات ذات أجسام مشوهة أو ذات قدرة على إعادة التشكل عند لمسها ، ولكن التصميم المعقد والتصنيع والتحكم في الروبوتات اللينة أو الناعمة يعوق حالياً تسويق هذه التكنولوجيا واستخدامها للتطبيقات المنزلية.

  

الروبوتات الناعمة.. الأمل ينبعث من جديد  

وكان مارتينيز Martinezوباحثون آخرون في جامعة بوردو Purdue University قد طوروا طريقة تصميم جديدة تبعث الأمل في تمكين التصميم والتصنيع الفعالين للروبوتات الناعمة ، وذلك بواسطة استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد . و قد تم نشر التكنولوجيا في عدد 8 أبريل من  مجلة المواد الوظيفية المتقدمة

Advanced Functional Materials

.  كما يتوفر مقطع الفيديو التالي الذي يعرض هذه التقنية على الرابط التالي

https://www.youtube.com/watch?v=nDpzuLbtzDM

.

وتتضمن عملية التصميم ثلاث خطوات: حيث

يقوم المستخدم في البدء بإنشاء ملف التصميم بمساعدة الكمبيوتر لشكل الروبوت.  ثم يقوم المستخدم بعد ذلك كخطوة ثانية برسم ملف CAD لإظهار الاتجاهات التي ستتحرك فيها المفاصل المختلفة للروبوت اللين . و تستغرق خوارزمية الكمبيوتر السريعة بضع ثوان لتحويل طراز CAD إلى آلة ناعمة (لينة) ذات هندسة ثلاثية الأبعاد 3D architected soft machine (ASM) ، حيث يمكن طباعتها باستخدام أي طابعة تقليدية ثلاثية الأبعاد، و يمكن اعتبار هذه العملية كخطوة أخيرة في صناعة الروبوت اللين .

 

حركات شبيهة بحركات الإنسان

وتتحرك الآلات ذات البنية الهندسية اللينة مثل البشر ، ولكن باستثناء العضلات التي تعتمد على المحركات المصغرة التي تنسحب من خطوط النايلون المرتبطة بنهايات أطرافها. و يمكنها أن تنضغط وتتمدد إلى أكثر من 900% من طولها الأصلي . و يتوفر مقطع فيديو يعرض هذه الآلية بالتفصيل على الرابط التالي :

https://www.youtube.com/watch?v=V0L0lP0g4tg

.

 

وقد أدلى مارتينيز Martinez بتصريح يقول فيه : "يمكن أن  تقوم الآلة اللينة ذات الهندسة الثلاثية الأبعاد ASMs بحركات معقدة مثل الإمساك أو الزحف بسهولة ، ويشكل هذا العمل خطوة إلى الأمام نحو تطوير روبوتات ناعمة مستقلة وخفيفة الوزن". و يتابع : " إن قدرة ASMs على تغيير تكوين الجسم والمشي للتكيف مع مجموعة واسعة من البيئات لديها القدرة ليس فقط لتحسين تقديم الرعاية ولكن تصميم الروبوتات التي تستجيب للكوارث أيضاً  ."

ويتوفر مقطع فيديو يشرح الموضوع بأكمله على الرابط التالي:    https://www.youtube.com/watch؟v=q9M4q9OQhQE

كما يمكن العثور على المزيد من مقاطع الفيديو على قناة YouTube التابعة لفريق البحث.

و قد تم تسجيل براءة اختراع  هذه التكنولوجيا من خلال مكتب بوردو للتسويق التكنولوجيا Purdue Office of Technology Commercialization. و يبحث الباحثون عن شركاء لاختبار وتسويق هذه التكنولوجيا الخاصة بهم.

 المصدر

.