على مدى السنوات القليلة الماضية، كان علماء جامعة فرجينيا للتكنولوجيا يتطلعون إلى الأخطبوط للحصول على الإلهام لتصميم تقنيات يمكنها التقاط مجموعة واسعة من الأشياء تحت الماء بشكل أفضل. وفقا لورقة جديدة نشرت في مجلة العلوم المتقدمة، فإن أحدث إنجازاتهم هو راتينج مرن خاص مصمم على شكل مصاصات الحيوانات.
“لقد انبهرت كيف يمكن للأخطبوط أن يتمسك بشيء بقوة في لحظة واحدة ثم يطلقه على الفور. إنه يفعل ذلك تحت الماء، وعلى أجسام خشنة ومنحنية وغير منتظمة – وهو إنجاز كبير. قال المؤلف المشارك ورئيس فريق البحث مايكل بارتليت. “نحن الآن أقرب من أي وقت مضى إلى تكرار قدرة الأخطبوط المذهلة على الإمساك بالأشياء والتعامل معها بدقة، وفتح إمكانيات جديدة لاستكشاف البيئات الرطبة أو تحت الماء والتلاعب بها.”
كما ذكرنا سابقًا، وفقًا للمؤلفين، هناك العديد من الأمثلة الطبيعية للطرق الفعالة لتركيب الأشياء في البيئة تحت الماء. على سبيل المثال، يفرز بلح البحر بروتينات لاصقة لربط نفسها بالأسطح الرطبة، في حين أن الضفادع لديها منصات قدم منظمة بشكل واضح تولد قوى شعرية وهيدروديناميكية للالتصاق. لكن رأسيات الأرجل، مثل الأخطبوط، تتمتع بميزة إضافية: حيث يمكن تكييف الالتصاق الذي توفره قابضاتها بسرعة وسهولة، وبالتالي تتكيف المخلوقات مع الظروف المتغيرة من خلال ربط نفسها بالأسطح الرطبة والجافة.
من وجهة نظر الهندسة الميكانيكية، يمتلك الأخطبوط نظامًا نشطًا يعتمد على الضغط للالتصاق. تعمل الحافة الخارجية الواسعة لجهاز الامتصاص على إنشاء ختم مع المادة من خلال فرق الضغط بين الحجرة والوسط المحيط. ثم تنقبض العضلات (التي تعمل كمحركات) وترخي المنطقة المقعرة خلف الحافة لزيادة الضغط أو تحريره حسب الحاجة.
على سبيل المثال، كانت هناك محاولات عديدة لتقليد رأسيات الأرجل عند تصميم القابضون الآليون الناعمون. في عام 2022، أراد بارتليت وزملاؤه المضي قدمًا إلى الأمام وإعادة إنشاء ليس فقط الالتصاق المتغير، ولكن أيضًا الاستشعار والتحكم المتكاملين. كان هناك تأثير قفاز ثمانينظام يمكن ارتداؤه يحاكي يد الأخطبوط في الإمساك بالأشياء تحت الماء.
تحسين القفاز الثماني
التقط وأطلق الأشياء تحت الماء بأحجام وأشكال مختلفة باستخدام مادة لاصقة مستوحاة من الأخطبوط. الائتمان: تشانهونغ لي ومايكل بارتليت
ومن أجل الالتصاق، صمموا قضبان سيليكون مغطاة بغشاء يتم التحكم فيه بالضغط، ويحاكي بنية مصاصات الأخطبوط. تم دمج مكونات الراتنج هذه مع مجموعة من مستشعرات القرب الضوئية LIDAR ووحدة تحكم دقيقة للكشف عن الأشياء في الوقت الفعلي. عندما تكتشف المستشعرات شيئًا ما، يتم تنشيط الالتصاق، مما يحاكي الجهاز العصبي والعضلي للأخطبوط. استخدم الفريق قفاز بذلة السباحة من النيوبرين كقاعدة للقفازات القابلة للارتداء، حيث تم دمج عناصر لاصقة وأجهزة استشعار في كل إصبع، مع إدخال أنابيب هوائية مرنة في الجزء السفلي من العناصر اللاصقة.
