فایبرموتور؛ موتور نخ‌مانند سوئیسی برای تحول در رباتیک نرم و پوشاک هوشمند

مهندسان سوئیسی موفق به طراحی و ساخت یک موتور نخ‌مانند بسیار ظریف شده‌اند که می‌تواند انقلابی در حوزه رباتیک نرم و پوشاک هوشمند ایجاد کند. این فناوری جدید که با نام «فایبرموتور» شناخته می‌شود، از دو رشته درهم‌تنیده تشکیل شده و با استفاده از نیروهای الکترواستاتیک، حرکت خطی را بدون نیاز به چرخ‌دنده‌های حجیم فراهم می‌کند.

ساختار و عملکرد فایبرموتور در رباتیک نرم

پژوهشگران آزمایشگاه مبدل‌های نرم در دانشگاه «اکول پلی‌تکنیک فدرال لوزان» (EPFL)، این موتور را با قطری بین یک تا سه میلی‌متر توسعه داده‌اند. ساختار این دستگاه شامل دو فیبر توخالی متحدالمرکز است که با الکترودهای مسی بسیار نازک، حتی نازک‌تر از موی انسان، پوشانده شده‌اند.

هنگامی که ولتاژ به این الکترودها اعمال می‌شود، نیروهای الکترواستاتیک باعث می‌شوند فیبر داخلی به‌صورت تلسکوپی درون فیبر بیرونی بلغزد. این ویژگی باعث شده تا فایبرموتور برخلاف موتورهای سنتی، دارای قابلیت حرکت معکوس باشد و در صورت برخورد با نیروی مخالف، به‌جای قفل شدن، به‌سادگی روی یکدیگر لغزش کنند.

"فایبرموتور ما نخستین موتور لغزشی با ساختار فیبری است که نیروی کافی برای تجهیزات رباتیک نرم را با کمترین صدا تولید می‌کند." — هربرت شی، رئیس آزمایشگاه مبدل‌های نرم

کاربردها و توان عملیاتی فناوری جدید

در مقایسه با عضلات مصنوعی که دامنه حرکتی محدودی دارند، این موتور می‌تواند از تمام طول فیبر خود برای ایجاد حرکت استفاده کند. آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد که این فناوری پتانسیل‌های گسترده‌ای در زمینه‌های زیر دارد:

• تجهیزات پوشیدنی: ادغام در پارچه‌ها برای ایجاد حرکات مکانیکی در لباس.
• واقعیت مجازی: ایجاد بازخوردهای لمسی در لباس‌های هوشمند.
• اندام‌های مصنوعی: ساخت پروتزهای سبک‌وزن و منعطف.
• رباتیک نرم: کنترل دقیق حرکات خطی در سیستم‌های پیچیده.

از نظر قدرت، هر واحد از این موتورها می‌تواند بار ساکن ۷۵ گرمی را تحمل کند. ترکیب چهار عدد از این موتورها، توانایی بلند کردن اشیایی با وزن تقریبی ۴۶ گرم و خم کردن انگشتان رباتیک را فراهم می‌آورد.

چشم‌انداز تجاری و آینده پژوهش

تیم پژوهشی با هدف تجاری‌سازی این دستاورد، استارت‌آپ «الکسیور» (Elecsyor) را راه‌اندازی کرده است. گام‌های بعدی این پروژه شامل استفاده از مواد عایق پیشرفته‌تر و بهینه‌سازی الکترودها برای افزایش دوام و کارایی است.

هدف نهایی محققان، ایجاد پارچه‌های هوشمندی است که نه تنها دما را تنظیم می‌کنند، بلکه با درک نیت و حرکت کاربر، واکنش‌های مکانیکی دقیق و طبیعی نشان می‌دهند. این یافته‌های علمی در مجله معتبر Advanced Materials منتشر شده است.

نتیجه‌گیری: فناوری فایبرموتور با ترکیب انعطاف‌پذیری فوق‌العاده و قدرت عملکردی مناسب، مسیر جدیدی را برای تعامل میان انسان و ماشین از طریق پوشاک هوشمند و ربات‌های نرم باز می‌کند.