القوة ليست مرتبطة بالحجم

إن القوة ليست مرتبطة بالضرورة بالحجم. هذه هي الحقيقة التي جاءت بها الروبوتات الصغيرة المذهلة من جامعة ستانفورد الأميركية. وهي لا تزن سوى بضعة غرامات، لكنها قادرة، بطريقة أفقية أو عمودية، على سحب أشياء تزن ما يصل إلى 100 ضعف وزنها. 

وقد وضعت هذه الروبوتات الصغيرة MicroTugs من قبل فريق مختبر المحاكاة الحيوية، الذي أنشأ ثلاثة نماذج مصغرة من الروبوت. ويزن MicroTug الروبوت الأول 12 غراما، وينتج قوة سحب أفقية تتعدى 40 نيوتن. وقد أقام الفريق تجربة تتمثل في سحب فنجان قهوة مملوء وزنه الكلي يصل 600 غرام. 

وأما الروبوت الثاني، فإنه يزن 9 غرامات فقط، ويتمتع بقدرة هائلة في التسلق على طول الجدار رأسياً، وساحباً معه غرضاً يزن كيلوغراماً واحداً، وهو يخلف بذلك الروبوت Stickybot.

وتشترك الروبوتات الثلاثة جميعها في نظام الساق اللاصقة، وهي مصممة ومستوحاة مباشرة من الزواحف مثل أبو بريص. وقد استطاع الباحثون كشف السر من وراء قدرة هذه الزواحف على التسلق في سنة 2002، وتم تصمم نموذج لمحاكاة هذا الاكتشاف في 2014.

ويتألف سطح سيقان أبو بريص من صفاحات أوطبقات متتالية تحمل ملايين من الشعيرات المجهرية، وتحمل هذه الأخيرة بدورها شعيرات أصغر، بطول حوالي 200 نانومتر. ولا تلتصق السيقان مباشرة بالسطح، حيث إن التماسك يأتي مما يسمى قوى فان دير فال (van der Waals) والتي تظهر بين الجزيئات وهي ذات طبيعة مغناطيسية. 

يتم إنشاء هذا الالتصاق عند أبوبريص، على مستوى هذه الشعرات وتنتشر على السطح بزاوية مائلة، وتتعاظم القوة لدى الشعيرات، كلما أصبحت موازية للسطح. وتتوقف هذه الظاهرة عند لحظة رفع أبوبريص ساقه، حينها تصبح الشعيرات عمودية مع السطح. وبهذه الطريقة، يتمكن أبو بريص من لصق وإزالة الساقين في غضون ثانية واحدة والتحرك على أي نوع من الأسطح وفي جميع الزوايا. 

وتغطي ساقي الروبوت MicroTugs مادة لاصقة ذات اتجاه، أو متباينة الخواص، وهي مغطاة بحواف على شكل طبقات مطاطية تقلد في ذلك الشعيرات المجهرية لأبو بريص. وعندما يمارس الضغط عليها، تميل الشعيرات ويزيد معها سطح الاتصال، وبالتالي يحدث الالتصاق. وعندما يرفع الروبوت ساقه، تتصوب الشعيرات لتصبح عمودية مع السطح فيفك الالتصاق.