تقنية

ابتكار أول لوحة لمس غير كهربائية في العالم!

ماذا لو تمكنت الآلات أن تستشعر اللمس دون الحاجة إلى الكهرباء؟. حيث لا توجد بطاريات، ولا أسلاك، فقط استجابات ناعمة ولطيفة لكل حركة تقوم بها. قد يبدو هذا مثل الخيال العلمي، ولكن بفضل الباحثين في جامعة تامبيري، أصبح الآن حقيقة واقعة. تعرف على أول لوحة لمس (touchpad) ناعمة غير كهربائية في العالم يمكنها استشعار قوة ومساحة وموقع التلامس. هذا الجهاز المبتكر المصنوع بالكامل من السيليكون الناعم يستعد لإحداث ثورة في الطريقة التي نتفاعل بها مع الآلات في البيئات القاسية.

تاريخ موجز للروبوتات الناعمة

إن مفهوم الروبوتات الناعمة (soft robots) كان موجودًا منذ عقود. والفكرة هي إنشاء أجهزة يمكنها الانحناء والتمدد والتوافق مع أشكال مختلفة، ومحاكاة مرونة الجلد البشري. كان هذا النهج مدفوعًا بالحاجة إلى أجهزة يمكنها التفاعل مع البشر بطريقة أكثر طبيعية ولطيفة، خاصة في مجالات مثل الرعاية الصحية وإعادة التأهيل.

في التسعينيات، بدأ الباحثون في استكشاف استخدام السيليكون والمواد اللينة الأخرى لإنشاء أجهزة إلكترونية مرنة. كانت هذه المحاولات المبكرة في كثير من الأحيان مرهقة وغير فعالة، لكنها مهدت الطريق لتطوير إلكترونيات أكثر تطورًا.

جاء أحد الإنجازات الرئيسية مع اختراع الموصلات المرنة، وهي مواد يمكن أن تتمدد دون أن تفقد موصليتها. وقد مكّن هذا الابتكار من إنشاء دوائر وأجهزة استشعار مرنة يمكن دمجها في الأجهزة الناعمة.

في السنوات الأخيرة، أدى التقدم في الطباعة ثلاثية الأبعاد والموائع الدقيقة إلى تسريع تطوير الإلكترونيات اللينة. حيث يستطيع الباحثون الآن إنشاء أجهزة ذات هياكل معقدة وقنوات مصممة بدقة، وكلها مصنوعة من مواد ناعمة ومرنة.

كان تطوير الروبوتات الناعمة أيضًا مدفوعًا بالحاجة إلى أجهزة يمكنها العمل في الظروف القاسية، مثل درجات الحرارة المرتفعة أو الضغوط العالية أو المجالات المغناطيسية القوية. ومن خلال التخلي عن الإلكترونيات الصلبة التقليدية، تمكن الباحثون من إنشاء أجهزة يمكنها العمل في بيئات قد تفشل فيها أجهزة الاستشعار الإلكترونية.

كيف تعمل لوحة اللمس غير الكهربائية

يكمن السر في الشبكة المعقدة من القنوات الهوائية، المصممة بذكاء لترجمة اللمس إلى تغييرات طفيفة في ضغط الهواء. حيث يوجد داخل لوحة اللمس 32 قناة رفيعة، يبلغ عرض كل منها بضع مئات من الميكرومترات فقط، تتكيف مع اللمس، مما يولد نمطًا فريدًا من تغيرات ضغط الهواء. يتم بعد ذلك ترجمة هذه التغييرات لاستشعار الموقع بدقة والقوة ومساحة منطقة التلامس. إن القنوات مصنوعة من السيليكون الناعم، مما يسمح للجهاز بالتوافق مع الأسطح المختلفة والحفاظ على حساسيته.

تتكون لوحة اللمس الهوائية من السيليكون الناعم. وتحتوي على 32 قناة، يبلغ عرض كل منها بضع مئات من الميكرومترات فقط، تتكيف مع اللمس. ويمكن لأجهزة الاستشعار الهوائية جمع الكثير من البيانات عن طريق اللمس. حقوق الصورة: Jonne Renvall / Tampere University


يتيح النظام الهوائي للجهاز العمل بدون كهرباء، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في البيئات التي تكون فيها الأجهزة الكهربائية غير آمنة أو غير موثوقة. على سبيل المثال، يمكن استخدام الجهاز في الإشعاع القوي أو الظروف التي قد تتسبب فيها حتى شرارة صغيرة من الكهرباء في حدوث خطر كبير.

Related Post

التطبيقات الثورية للوحة اللمس غير الكهربائية

في المجال الطبي، يمكن لهذه التكنولوجيا أن تتيح إنشاء روبوتات ناعمة وغير كهربائية تساعد في أخذ خزعة أثناء فحص المريض بالتصوير بالرنين المغناطيسي. يمكن لهذه الروبوتات التنقل عبر المجالات المغناطيسية القوية لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، مما يوفر طريقة أكثر أمانًا ودقة لجمع عينات الأنسجة. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تشخيص وعلاج أكثر فعالية للسرطان.

كما أن دمج أجهزة الاستشعار الهوائية في الروبوتات الناعمة يمكن أن يعزز أيضًا قدرتها على أداء المهام الدقيقة، مثل تجميع وتفكيك المكونات الهشة. ويمكن أن يكون لذلك آثار كبيرة على صناعات مثل التصنيع والخدمات اللوجستية.

إن إضافة أجهزة استشعار اللمس إلى الأيدي الروبوتية الناعمة قد يمكنها من محاكاة الحركات والأحاسيس الدقيقة للأيدي البشرية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين البراعة والأداء الوظيفي للأطراف الصناعية بشكل كبير، مما يسمح للأفراد مبتوري الأطراف باستعادة الشعور بالاستقلالية والثقة.

علاوة على ذلك، يمكن تصميم الأجهزة القابلة للارتداء المصنوعة من مواد ناعمة لتوفير مساعدة حركة لطيفة وموجهة للأفراد الذين يعانون من إعاقات حركية. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص لمراكز إعادة التأهيل، حيث يمكن للمرضى الاستفادة من الأجهزة الناعمة والمريحة والقابلة للتعديل التي يمكن أن تساعدهم على استعادة القوة والحركة.

المصادر

The world’s first non-electric touchpad takes sensor technology to extreme conditions | techxplore

Soft Micropneumatic Touchpad | Advanced Intelligent Systems

اضغط هنا لتقييم التقرير
[Average: 0]
أخبار علمية

Share
Published by
أخبار علمية

Recent Posts

أسرار الحضارة البحرية القديمة المكتشفة في الفلبين

في اكتشاف رائد،  كشف باحثون من جامعة أتينيو دي مانيلا عن أدلة على وجود شكل…

أسبوع واحد ago

كيف شكّلت المفاصل المرنة في الأسماك القديمة حركة البشر؟

درس العلماء الأسماك الغضروفية الحديثة، مثل أسماك القرش وأسماك الزلاجات. وقارنوها بنظيراتها عديمة الفك، مثل…

أسبوعين ago

لغز الدماغ الزجاجي: كيف حوّل بركان فيزوف دماغًا بشريًا إلى زجاج

تحول دماغ شاب إلى زجاج منذ ما يقرب من 2000 عام، وهي ظاهرة يعتقد العلماء…

أسبوعين ago

من الخيال إلى الواقع: كيف يمكن لأجهزة فك تشفير الدماغ أن تقرأ أفكارك؟

لطالما راود البشر حلم قراءة العقول، لكن ما كان يُعتقد أنه محض خيال علمي أصبح…

أسبوعين ago

كم من الوقت يستغرق الوصول إلى المريخ؟

إذا كنت تريد القيام برحلة ذهاب فقط إلى المريخ، فستستغرق حوالي تسعة أشهر، ولكن الرحلة…

شهرين ago

جهاز جديد قد يقضي على حرارة الصيف!

حقق العلماء طفرة في تكنولوجيا التبريد، حيث قاموا بتطوير جهاز تبريد قابل للإرتداء يمكنه ضخ…

شهرين ago