تُشغل روبوتات بحجم خلية.. علماء بـ”ماساتشوستس للتكنولوجيا” يطورون بطارية بحجم شعرة إنسان

نجح باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في تطوير بطارية رقيقة للغاية يمكنها تشغيل روبوتات لا يزيد حجمها عن النقطة الموجودة في نهاية هذه الجملة.

آلية البطارية

وتعتمد البطارية على تفاعل الزنك مع الأكسجين المحيط، وتولد ما يصل إلى 1 فولت من الطاقة، مما يمكنها من تشغيل أجهزة مثل أجهزة الاستشعار أو الأذرع الروبوتية الصغيرة التي تؤدي وظائف دقيقة مثل توصيل الأنسولين مباشرة إلى خلايا مرضى السكري.

تحديات تشغيل الروبوتات بحجم الخلية

من المقترح منذ فترة طويلة استخدام الروبوتات بحجم الخلية لتوصيل الأدوية إلى مناطق محددة من الجسم، ولكن تشغيل هذه الروبوتات كان يمثل تحديًا.

تعتمد العديد من التصميمات الحالية على الطاقة الشمسية، وهو ما يتطلب تعرضها للضوء المباشر، مما يحد من قدرتها على الوصول إلى أعماق الجسم. ويطلق العلماء على هذه الروبوتات اسم “الدمى المتحركة” لأنها متصلة بمصدر ضوء مثل خيط الدمى.

أهمية البطارية الجديدة في تعزيز استقلالية الروبوتات

يقول مايكل سترانو، أستاذ الهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “بينما لا تحتاج أنظمة الدمى إلى بطارية لأنها تعتمد على الطاقة الخارجية، يحتاج الروبوت الصغير إلى مستوى أكبر من الاستقلالية للوصول إلى الأماكن التي لا يمكن الوصول إليها بالوسائل التقليدية، وهنا تأتي البطارية الجديدة”.

خصائص البطارية وتصميمها

تعتبر هذه البطارية واحدة من أصغر البطاريات التي تم تطويرها على الإطلاق.

في عام 2022، طوَّر باحثون في ألمانيا بطارية بحجم مليمتر واحد يمكن تركيبها على شريحة إلكترونية صغيرة. والبطارية الجديدة التي ابتكرها سترانو وفريقه أصغر حجمًا بنحو 10 مرات، إذ يبلغ طولها 0.1 مليمتر وسمكها 0.002 مليمتر، أي ما يعادل تقريبًا عرض شعرة الإنسان.

كيفية صنع البطارية

تتكون البطارية من قطبين، أحدهما من الزنك والآخر من البلاتين، مدمجين في بوليمر يسمى SU-8.

عندما يتفاعل الزنك مع الأكسجين، يتم إطلاق الإلكترونات التي تتدفق نحو قطب البلاتين، مما يؤدي إلى توليد الطاقة.

التطبيقات المستقبلية للبطارية

تم تصنيع هذه البطاريات باستخدام تقنية تسمى “الطباعة الضوئية”، وهي تقنية تستخدم عادة في تصنيع أشباه الموصلات، والتي تسمح بطباعة 10 آلاف بطارية على رقاقة سيليكون واحدة، وفقًا لما ذكره فريق سترانو في المجلة.علوم الروبوتاتفي 14 أغسطس.

اختبار سعة البطارية والآفاق المستقبلية

وفي الدراسة الجديدة، استخدم الباحثون سلكًا لتوصيل هذه البطاريات الصغيرة بالروبوتات بحجم الخلية التي يطورها مختبر سترانو أيضًا. وتم اختبار البطارية لمعرفة قدرتها على تشغيل المقاومة الكهربية، وهي دائرة تغير مقاومتها بناءً على كمية الشحنة المارة من خلالها، مما يسمح بتخزين الذكريات.

آفاق المستقبل لتطوير الروبوتات

وفي المستقبل، يأمل الفريق في دمج هذه البطاريات مباشرة في الروبوتات الصغيرة، حيث يمكن أن تكون مصدر الطاقة الأساسي لها. ويقول سترانو: “ستكون هذه البطارية الأساس للعديد من جهودنا في مجال الروبوتات”.

نُشر هذا المقال على موقع الوئام، وهو يعمل على تشغيل روبوتات بحجم الخلية، حيث يطور علماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بطارية بحجم شعرة الإنسان لأول مرة.

لمطالعة المزيد: موقع السفير وللتواصل تابعنا علي فيسبوك الدبلوماسي اليوم و يوتيوب الدبلوماسي اليوم.