عدم موفقیت دانشمندان در ساخت موتورهای ریز، دست یابی به روبات های بسیار ریز را تاکنون به تاخیر انداخته بود مینیاتوری کردن موتورها تاکنون نتوانسته است به سرعت رشد صنعت الکترونیک پیش برود، در نتیجه این روبات های ریزاندام نتوانسته اند آن گونه که انتظار می رفت، در بدن انسان نقشی را به عهده بگیرند. ولی به تازگی پژوهشگران موتوری را معرفی کرده اند که ابعادی به اندازه دوبرابر ضخامت یک تار موی انسان دارد. این بدان معناست که می توان از این موتورها استفاده کرد تا ریزروبات ها برای گشت و گذار در داخل بدن انسان به حرکت درآیند. گزارش این دستاورد برجسته در جدیدترین شماره نشریه مایکرومکانیک اند مایکروانجینیرینگ منتشر شده است. برخی جراحی های خاص به دلیل انعطاف پذیر نبودن ابزارهای کنونی جراحی قابل انجام نیستند و یا اگر هم باشند، زمان زیادی صرف می کند و خطرهای بسیار به همراه دارد. برای مثال، شبکه هزارتوی عروق خونی در مغز انسان اجازه استفاده از کاترهایی را که در عروق خونی بزرگ تر و یا خارج از مغز مورد استفاده قرار می گیرند، نمی دهد. ● رویای مینیاتوری پژوهشگران مدتهای مدیدی با این رویا بسر می بردند که تمایل همگانی در عرصه فناوری به مینیاتوری کردن همه چیز، می تواند به ساخت روبات های مینیاتوری منجر شود که به سادگی در بدن انسان حرکت کنند. ولی تا به امروز این امر امکان پذیر نبود. دلیلش هم این بود که موتوری که بتواند آن ها را به حرکت درآورد و خود نیز ابعادی چنین ریز داشته باشد، وجود نداشت. وقتی ابعاد موتورهای الکتریکی معمولی را کم می کنیم و نمونه های کوچک تر آنها را می سازیم، کارایی شان به تدریج کاهش می یابد و وقتی که ابعاد این موتورها در حد و اندازه چند میلی متر می شود، توان چرخیدن را از دست می دهند و حتی نمی توانند بر مقاومت و اصطکاک روتورهای خود غلبه کنند. به اعتقاد جیمز فرند از دانشگاه موناش در استرالیا، این موضوع به مشکل اساسی توسعه ریزفناوری هایی نظیر ریزروبات های جراحی تبدیل شده است. وی می گوید: «اگر شما یک کاتالوگ تجهیزات الکترونیکی را ورق بزنید، با انواع و اقسام حسگر، ال.ای.دی، تراشه های حافظه و مواردی از این دست روبرو می شوید که جدیدترین ها را در عرصه فناوری و مینیاتوری کردن ابزارها نشان می دهند. ولی اگر به قسمت موتورها در کاتالوگ های الکتریکی یا مکانیکی نگاه کنید، تغییر چندانی نسبت به موتورهای سال ۱۹۵۰ نخواهید یافت.» ● روش های قرن بیست و یکمی برای حل این مساله، پژوهشگران در سالیان اخیر به استفاده از مواد پیزوالکتریک روی آورده اند. پیزوالکتریک ها معمولا به شکل کریستال هایی هستند که با اعمال ولتاژ، منبسط و منقبض می شوند. این ویژگی سبب می شود که ساخت موتورهای خطی بسیار ساده شود. این موتورها برخلاف موتورهای دورانی، با سرعت زیاد و فقط به جلو و عقب حرکت می کنند. پروفسور فرند در سال گذشته نتایج تحقیقی را در مورد ساخت یکی از این موتورها به ابعاد یک دانه نمک منتشر کرد. ولی برای حرکت واقعی در بدن انسان، ریزموتورها باید بتوانند حرکت دورانی نیز داشته باشند. برای مثال، خیلی از انواع باکتری ها ساختار دم مانندی دارند که تاژک نامیده می شود. چرخاندن تاژک ها، آن ها را با سرعت زیاد و با حرکتی مارپیچی به چرخش در می آورد که سبب می شود باکتری در جریان مایعات بدن شنا کند. پژوهش های جدید با الهام از همین روش توانسته اند حرکت خطی موتورهای بسیار ریز پیزوالکتریک را به حرکت دورانی تبدیل کنند. این امر با وصل کردن موتور به ساختاری با برش مارپیچی انجام می پذیرد. چون این ساختار در امتداد شیار حلزونی نگاه داشته شده، وقتی یک انتهای آن به جلو رانده می شود، این حرکت تبدیل به حرکت دورانی می شود. این حرکت دقیقا عکس حرکتی است که در نصب لامپ های حبابی استفاده می کنیم. در لامپ حبابی با چرخاندن سرپیچ، آن را جلو و عقب می بریم! ● به اندازه ۲ تار مو نمونه اولیه ای که پژروهشگران ساخته اند، یک چهارم میلیمتر پهنا دارد که تقریبا برابر دو تار موی انسان است و ۷۰ درصد از رکورد ثبت شده قبلی کوچک تر است. متین سیتی، رییس آزمایشگاه نانوروباتیک در دانشگاه کارنگی ملون، معتقد است سادگی و جامعیت این روش، کاربری های زیادی را در آینده نوید می دهد. به گفته وی «تمام روش ها و مفاهیم دیگر برای ساخت موتورهای ریز بسیار پیچیده بوده اند. ما می توانیم هم اکنون از امواج الکترومغناطیسی و سیم پیچ های خارجی برای چرخاندن موتورها در داخل مایعات استفاده کنیم، ولی در آن صورت شما نیاز به سیم پیچ های بزرگی در دو طرف تخت های جراحی خواهید داشت. مزیت این شیوه این است که نیاز به تحریک اولیه روتور ندارد و علاوه بر آن، از این سیم پیچ های بیرونی نیز خبری نخواهد بود. این روش می تواند یک روبات متحرک را بدون نیاز به تجهیزات جانبی به حرکت درآورد.» ولی برخی از متخصصان سیستم های میکرو الکترومکانیکی می گویند که علی رغم این که نمونه های اولیه در آزمایشگاه جواب خوبی داده اند و آزمایش ها موفقیت آمیز بوده، ولی کارایی آنها در داخل مایعات هنوز اثبات نشده است. اگر موفقیت این روش ثابت شود، می توان از آن در کاربردهایی بیرون بدن انسان نیز استفاده کرد. پروفسور سیتی در این مورد می گوید: «این ها موتورهای سبک وزن با فرکانس بالا هستند، و این ویژگی ها برای روبات های پرنده نیز ایده آل محسوب می شوند.» مجید جویا خبر آنلاین ( www.khabaronline.ir )

نظرات شما عزیزان: