تولید منسوجات هوشمند که مانند ماهیچه بیولوژیکی عمل می کنند

گروهی از مهندسان زیست پزشکی در استرالیا، پارچه ای هوشمند ساخته اند که حاوی عضلات مصنوعی است؛ آنها امیدوارند با این کار انقلابی در آینده رباتیک نرم و ساختارهای اسکلتی پوشیدنی به وجود بیاورند.

این تیم با ساخت مدل های مختلف گل و پروانه با منسوجات و انجام حرکات پیچیده توسط این مدل ها در محیط آزمایشگاه، انعطاف پذیری ساختار این منسوجات را به رویترز (Reuters) نشان دادند.

رهبر تیم، یعنی تان ‌نو ‌دو (Thanh Nho Do) بسیار بزرگ‌تر از اینها فکر می کند و معتقد است که او و گروهش می توانند از این مواد برای ساخت یک لباس هوشمند انسانی استفاده کنند. وی که در عین حال مدیر آزمایشگاه رباتیک پزشکی دانشگاه نیوساوث ولز (University of New South Wales) است، در این باره می گوید: «این پوشاک مانند لباس مرد عنکبوتی یا مرد آهنی، بسیار منعطف است و سازگاری بالایی با بدن فرد دارد».

برای ساخت این منسوجات قابل برنامه ریزی، اجزای پارچه با الیاف ماهیچه های مصنوعی دوخته یا بافته می شوند. این گروه در مقاله آکادمیک خود که در ماه ژوئن منتشر شده اعلام کرده اند که این ماده توانایی تغییر شکل را دارد و می تواند اجسامی که وزن آنها 192 برابر وزن خودش است را بلند کند. این «الیاف عضلانی» از لوله های سیلیکونی بلند پر از سیال ساخته می شوند، و سپس همان طور که در مقاله توضیح داده شده، با استفاده از سرنگ ها به صورت هیدرولیکی دستکاری می شوند.

این گروه معتقدند که ماده مذکور کاربردهای بالقوه زیادی دارد. تان ‌نو ‌دو می گوید: «ما می توانیم از این فناوری برای ساخت یک دستگاه پوشیدنی نرم جهت تقویت انسان استفاده کنیم و یا حتی می توانیم با آن به افراد معلول کمک کنیم».

یکی از کاربردهای بالقوه این فناوری، استفاده از آن در ساخت لباس های فشرده است. در نمونه های اولیه ای که این گروه به نمایش گذاشتند؛ برخی از قسمت های لباس ها مانند انگشتان و بازوهای آنها حالتی تپنده (یا ضربه ای) داشتند که برای ماساژ درمانی به منظور تسکین درد یا بهبود گردش خون بسیار مناسب هستند.

به گفته مهندسان زیستی یکی دیگر از کاربردهای بالقوه این تکنولوژی، استفاده از آن در ساخت ربات های قابل تغییر شکل برای کمک به تیم های جستجو و نجات در دسترسی به مکان های صعب‌العبور است. آنها برای نشان دادن این قابلیت، این مواد را به دور یک پیچ بسیار بزرگتر پیچاندند و به راحتی آن را از یک لوله بلند بیرون کشیدند.

براساس تحقیقات این تیم، این مواد نرم نسبت به بسیاری از فناوری های موجود در این زمینه برتری دارند؛ زیرا مواد کنونی اغلب سفت یا سنگین هستند، و برای محیط‌هایی با وضعیت ناپایدار مانند آتش سوزی ها یا ساختمان های در حال ریزش مناسب نیستند.

در ضمن این تیم در حال کار بر روی یک دستگاه غیرتهاجمی است که می تواند به دور قلب بپیچد و به آن کمک کند تا خون را در سراسر بدن پمپاژ کند. این آزمایش با بودجه بنیاد ملی قلب استرالیا (National Heart Foundation of Australia) صورت می گیرد و قرار است به افراد مبتلا به مشکلات قلبی عروقی کمک کند.

تان ‌نو ‌دو می گوید: «روش کار عضله مصنوعی ما شبیه حرکات بیولوژیکی انسان است … ما می توانیم عضله را کنترل کنیم و در صورت نیاز کشیدگی، انبساط یا انقباض را در آن به وجود بیاوریم».

اما مشکل این است که این تیم در حال حاضر باید فشار هیدرولیک را به صورت دستی و از طریق خروجی های سرنگ ‌مانند متصل به ماده کنترل کند. برآورد آنها این است که تا دو سال آینده می توان این مواد را به صورت بی سیم کنترل کرد و برای تجاری سازی آماده خواهند شد.