נחשף: רובוט קטנטן שיודע להפוך לנוזלי ולשוב למצבו המוצק

חוקרים מאוניברסיטת קרנגי מלון שבאמריקה ומהאוניברסיטה הסינית של הונג קונג חשפו באחרונה כי יצרו סוג חדש של חומר אשר אפשר להם לברוא רובוט קטן, שיכול להפוך ממוצק לנוזל ובחזרה. התכונות החדשניות – שכמותן ראינו רק בקולנוע, למשל בסרטי "שליחות קטלנית" עם ארנולד שוורצנגר –  עשויות לספק לרובוט כוחות להציל חיים – כיצד?.

בסרטון שפרסמו החוקרים ניתן לראות רובוט קטנטן, הדומה לסייבורג T-1000 מהסרטים המפורסמים, בורח מתא כלא קטנטן, משום שהוא פשוט נמס לצורה נוזלית וזולג דרך סורגי תאו. אלא שברגע שהרובוט משתחרר – הוא מחזיר את עצמו למצבו המוצק.

המטרה המסתמנת: לא לחיסולים אלא דווקא לטעמי ריפוי ועזרה

ה-T-1000 היא דמות בדיונית של מתנקש טרמינטור אנדרואיד משנה צורה, אבל במקרה שלפנינו אין כוונות לחסל אף אחד – ההחוקרים אפילו הבטיחו שהרובוט שלהם לא קיבל כל משימה רצחנית.

החוקר הבכיר מקרנגי מלון, פרופ' כרמל מג'ידי, הסביר את המדע שמאחורי הרובוט, המאפשר לו את שינוי הצורה. הוא חשף כי הצוות יצר את החומר החדש – המכונה "מכונת מעבר של פאזה מוצק-נוזלי מגנטו-אקטיבית" – על ידי הטמעת חלקיקים מגנטיים בגאליום, מתכת עם נקודת התכה נמוכה מאוד (29.8 מעלות צלזיוס) שממנה נוצר הרובוט. לדבריו, החלקיקים המגנטיים נכנסים לפעולה בשתי דרכים, כדי לגרום לשינוי המרשים במצב הצבירה.

"הם גורמים לחומר להגיב לשדה מגנטי מתחלף, כך שאתה יכול, באמצעות אינדוקציה, לחמם את החומר ולגרום לשינוי הפאזה", סיפר פרופ' מג'ידי. "אבל החלקיקים המגנטיים", הסביר, "גם נותנים לרובוטים ניידות ויכולת תנועה בתגובה לשדה המגנטי". מהסבר זה גם ניתן לגלות כי בנוסף ליכולת לשנות צורה, הרובוטים הספציפיים הם מגנטיים ויכולים להוליך חשמל.

צוות החוקרים אמר שדווקא לא קיבל את ההשראה לפיתוח שלו מהוליווד, אלא בכלל מחיה בשם מלפפון ים, שיכולה לעבור בין מצבי גוף רכים ונוקשים. "לתת לרובוטים את היכולת לעבור בין מצב נוזלי למוצק מקנה להם יותר פונקציונליות", הסביר צ'נגפנג פאן, מהנדס באוניברסיטה הסינית בהונג קונג שהוביל את המחקר.

פאן ועמיתיו הדגימו, כאמור, את הפונקציונליות המוגברת הזו של הרובוט על ידי הכנסתו לתא כלא מדומה והצגה כיצד הוא יודע להימלט ממנו על ידי התבססות על הטרנספורציה במצב הצבירה שלו בלבד. התצוגה היוותה חלק מפרסום המחקר בכתב העת Matter, מיום ד' האחרון. החוקרים גם העמידו את הרובוטים שפיתחו במסלול מכשולים של בדיקות ניידות ושינוי צורה.

לפני בחינת יישומים פוטנציאליים, הצוות בדק את הניידות והחוזק של החומר במגוון הקשרים. בעזרת שדה מגנטי, הרובוטים קפצו מעל חפירים, טיפסו על קירות, ואפילו התפצלו לשניים כדי להזיז אובייקטים אחרים, ועשו זאת בשיתוף פעולה לפני שהתאחדו בחזרה.

"עכשיו, אנחנו דוחפים את המערכת החומרית הזו בדרכים מעשיות יותר, כדי לפתור כמה בעיות רפואיות והנדסיות מאוד ספציפיות", הבהיר פאן את הייעוד הראשוני המתוכנן לפיתוח החדשני.

ואכן, בצד הביו-רפואי, הצוות כבר הצליח להשתמש ברובוטים כדי להוציא חפץ זר מקיבה (של דגם) ועל מנת להעביר תרופות לפי דרישה לאותה קיבה. החוקרים גם הדגימו כיצד החומר יכול לעבוד כרובוטי-הלחמה חכמים לשם הרכבה ותיקון של מעגלים אלחוטיים (על ידי נזילות לתוך מעגלים שקשה להגיע אליהם כשהם פועלים גם כהלחמה וגם כמוליך) וכ"בורג" מכני אוניברסלי, להרכבת חלקים בחומר קשיח. כדי להגיע לחללים, על ידי התכה לתוך שקע הבורג עם הברגה ואז התמצקות, אין צורך בהברגה בפועל.

"עבודה עתידית צריכה להמשיך ולחקור כיצד ניתן להשתמש ברובוטים הללו בהקשר ביו-רפואי", אמר מג'ידי. "מה שאנחנו מראים הם רק הדגמות חד-פעמיות, הוכחות לקונספט, אבל יידרש הרבה יותר מחקר כדי להתעמק איך זה יכול לשמש בפועל למתן תרופות או להסרת חפצים זרים".