علماء يطورون جلدا ذكيا يمنح الروبوتات الإحساس بالألم واكتشاف الجروح فورا

طوّر مهندسون صينيون جلدا إلكترونيا عصبيا جديدا يمكّن الروبوتات الشبيهة بالبشر من الإحساس باللمس، واكتشاف التلف الذاتي، والاستجابة للمؤثرات المؤلمة برد فعل فوري يشبه الانعكاسات العصبية لدى الإنسان. ويُعد هذا التطور خطوة مهمة نحو تحسين أمان الروبوتات أثناء عملها بالقرب من البشر.

كيف تختلف هذه التقنية عن الجلود الإلكترونية التقليدية؟

عادةً ما تعمل الجلود المستخدمة في الروبوتات الحالية كمستشعرات ضغط بسيطة، حيث تكتفي بقياس قوة اللمس دون القدرة على تقييم خطورته، أما الجلد الإلكتروني الجديد، فيحاكي آلية عمل الجلد البشري من خلال تقليد وظائف الجهاز العصبي، مما يسمح للروبوت بالتمييز بين اللمس العادي والمؤثرات الضارة.

طبقات الجلد الإلكتروني وآلية عمله

يتكوّن الجلد العصبي الجديد من أربع طبقات رئيسية:

الطبقة الخارجية الواقية: تشبه طبقة البشرة (الإبيدرميس) لدى الإنسان، وتعمل كحاجز حماية.

طبقات الاستشعار الداخلية: تحتوي على مستشعرات ودوائر إلكترونية تحاكي وظيفة الأعصاب، وتراقب باستمرار الضغط وسلامة البنية.

نقل الإشارات: يتم تحويل معلومات اللمس إلى نبضات كهربائية تشبه الإشارات العصبية في جسم الإنسان.

استجابة انعكاسية فورية دون الرجوع إلى الروبوت

عند اللمس الطبيعي، تنتقل الإشارات من الجلد إلى المعالج المركزي للروبوت. أما إذا تجاوزت قوة التأثير حدا معينا يُصنّف على أنه “ألم”، فإن النظام يولّد إشارة خاصة تُرسل مباشرة إلى المحركات.

تؤدي هذه الإشارة إلى سحب الطرف المتأثر فورا، من دون انتظار المعالجة البطيئة في وحدة التحكم المركزية. وبهذه الطريقة، يمنح الجلد الروبوت قدرة على اتخاذ إجراءات وقائية ذاتية تشبه ردود الفعل الانعكاسية لدى الإنسان.

تصميم معياري وإمكانية التطوير مستقبلا

تعتمد هذه التقنية على وحدات مغناطيسية معيارية يمكن استبدالها بسرعة في حال تعرض الجلد للتلف. ويخطط الباحثون مستقبلا لزيادة حساسية الجلد لمعالجة عدة لمسات متزامنة، وهو ما يُعد ضروريًا لعمل الروبوتات الشبيهة بالبشر في بيئات إنسانية معقدة.

نشر البحث العلمي

تم توثيق هذه الدراسة العلمية ونشرها في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences، مما يعكس أهمية الابتكار على مستوى البحث العلمي والتطبيقات المستقبلية في مجال الروبوتات.