بحث بوليتكنيكو باري ومختبر MIT ميديا لاب: إليكم العضلات الاصطناعية الجديدة القابلة للدمج في الروبوتات والارتداء

منسق المشروع، الأستاذ كاتشوتشولو: «رفيعة وقوية وسريعة مثل العضلات البشرية. ومن أبرز تطبيقاتها المحتملة الطب التأهيلي»

31 مارس 2026

بالغة الرقة، إذ لا يتجاوز قطرها 2 مليمتر، ومرنة للغاية وقوية. إلى حدّ أنها تستطيع محاكاة سلوك عضلات جسم الإنسان من دون الحاجة مجددًا إلى محركات خارجية ضخمة — وهو إنجاز طال انتظاره في هذا المجال. إنها العضلات الجديدة عضلات الألياف الكهروفلويدية، أحدث جيل من العضلات الاصطناعية للروبوتات والأجهزة القابلة للارتداء، ثمرة بحث تعاوني بين مختبر فيزياء الروبوتات في بوليتكنيكو باري و MIT ومختبر ميديا لاب التابع لـ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في كامبريدج، الولايات المتحدة الأمريكية. وقد نُشرت نتائج هذا العمل المبتكر للتو في المجلة العلمية الدولية Science Robotics. «للمرة الأولى، أصبح لدينا عضلات اصطناعية تتمتع بجميع الخصائص المثلى من حيث القوة والانقباض والسرعة، ويمكن تشغيلها كهربائيًا بشكل مستقل وفي دائرة مغلقة»، صرّح بذلك Vito Cacucciolo, الأستاذ المشارك في الميكانيكا التطبيقية للآلات في بوليتكنيكو باري، والمسؤول العلمي عن المشروع البحثي.

التكنولوجيا

يتدفق داخل الألياف التي تُصنع منها العضلات الاصطناعية سائلٌ يؤدي ارتفاع ضغطه إلى تحريكها. وهذه، حتى الآن، تقنية معروفة بالفعل. لكن السوائل كانت تتطلب دفعًا من مشغلات خارجية، مثل المضخات والصمامات، التي كانت تجعل الأجهزة حتمًا ضخمة وصاخبة. «هذه التقنية الجديدة — توضح Ozgun Kilic Afsar, طالبة دكتوراه في مجموعة «تانغبل ميديا» بمختبر MIT ميديا لاب — لم تعد تتطلب استخدام الضواغط أو الخزانات، وتعمل لاسلكيًا وبهدوء. كما أنها قابلة للتوسع تمامًا، وذلك ببساطة عبر توصيل الألياف».

وهذا يعني أن العضلات الاصطناعية التي طوّرها بوليتكنيكو باري ومختبر MIT ميديا لاب، بفضل شكلها الليفي الرفيع والخفيف، يمكن تجميعها وترتيبها في تشكيلات مختلفة لتلائم، على سبيل المثال، بنية الروبوتات. كما يمكن دمجها بسهولة في جهاز قابل للارتداء. «التطبيقات الممكنة عديدة — يختتم الأستاذ كاتشوتشولو. أفكر في الطب التأهيلي، والروبوتات اللينة، وأجهزة دعم العضلات في البيئات الصناعية أيضًا، حيث يتطلب الأمر أداءً عضليًا عاليًا».

L’ERC STARTING GRANT

ترتبط نتيجة هذا البحث ارتباطًا وثيقًا أيضًا بالخطوات السابقة التي أحرزها الأستاذ كاتشوتشولو. وقد مُوّل البحث في إطار مشروع روبو فلويد، بإشراف الأستاذ الجامعي من باري، الذي فاز في عام 2023 بـ ERC Starting Grant بقيمة 1.5 مليون يورو. وهي منح تمويلية يتنافس عليها الباحثون بشدة، ويقدمها المجلس الأوروبي للبحوث (ERC) لدعم الأبحاث الرائدة في جميع المجالات. وبالنسبة إلى كاتشوتشولو، الذي عاد إلى إيطاليا بعد خوض تجارب مهمة في الخارج وفي جامعات إيطالية أخرى، مثّلت المنحة فرصة لمواصلة أبحاثه باستقلالية كبيرة؛ وهي الأبحاث التي ركّز عليها منذ أن كان طالب دكتوراه شابًا في قسم الميكانيكا والرياضيات والإدارة في البوليتكنيكو دي باري، حيث بدأت مسيرته طالبًا.

المقترح القادم من الولايات المتحدة

في باري، تواصل مختبر MIT Media Lab مع كاتشوتشولو لإيجاد حل لعقبة كبيرة تعترض تطوير الروبوتات اللينة والقابلة للارتداء. وكان الهدف دمج المضخات الليفية مع مشغّلات ماكيبن الرقيقة، استنادًا إلى أبحاثه السابقة (المشغّلات بالنسبة إلى الروبوتات بمنزلة العضلات بالنسبة إلى البشر، وماكيبن نوع من المشغّلات ذات بنية أسطوانية مجوفة وشبكة متداخلة، صُممت لمحاكاة انقباض العضلات). وفي إطار هذا التعاون، ركّز فريقا البحث في البوليتكنيكو دي باري ومختبر MIT Media Lab على حلول الدوائر المغلقة، ما أفضى في نهاية المطاف إلى تطوير نوع جديد من المشغّلات المائعة عالية الأداء. وتبلغ كثافة القدرة في العضلة المصنوعة من الألياف الكهرو-مائعة (أي كمية الطاقة المنقولة لكل وحدة وزن وزمن) 50 واطًا لكل كيلوغرام، ويبلغ زمن استجابتها 0.3 ثانية. ويفتح ذلك آفاقًا جديدة أمام المجتمع العلمي الدولي وقطاع الصناعة المعني.

مؤلفو البحث هم Ozgun Kilic Afsar، طالب دكتوراه في مختبر MIT Media Lab، بصفته المؤلف الأول، والأستاذ كاتشوتشولو، بصفته المسؤول العلمي. ويضم الفريق Gabriele Pupillo e Gennaro Vitucci، من البوليتكنيكو دي باري، Wedyan Babatain والأستاذ Hiroshi Ishii، من مختبر MIT Media Lab.

المقال المنشور في مجلة Science Robotics متاح عبر الرابط: https://doi.org/10.5281/zenodo.17902764

يتوفر ملخص هنا https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.ady6438

المقال بحث بوليتكنيكو باري ومختبر MIT ميديا لاب: إليكم العضلات الاصطناعية الجديدة القابلة للدمج في الروبوتات والارتداء مأخوذ من Poliba Chronicle.