پیام خراسان - دانشمندان در حوزه رباتیک نرم، شاخه‌ای که ربات‌ها را با موادی انعطاف‌پذیر مانند لاستیک سیلیکونی، ژل یا مواد الاستیک می‌سازد همواره به دنبال توسعه ابزارهایی هستند که بتوانند در کنار انسان‌ها کار کنند. این ربات‌ها به‌طور معمول بسیار چابک‌تر از ربات‌های فلزی سنتی هستند و اغلب فاقد اجزای الکترونیکی متداول‌اند. اکنون یک اختراع جدید قصد دارد قابلیت‌های این حوزه را یک گام جلوتر ببرد.
پژوهشگران مؤسسه فناوری جورجیا نوعی لنز نرم و ژله‌ای از جنس هیدروژل ساخته‌اند که برای عملکرد نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارد. این لنز رباتیک توانایی مشاهده جزئیاتی بسیار ریز، حتی تارهای روی پای یک مورچه را دارد. این نوع لنز برای نخستین‌بار ساخته شده و پژوهشگران آن را «لنز نرم هیدروژل فوتوریسپانسیو» یا PHySL می‌نامند.
نتایج این پژوهش در اکتبر 2025 و با عنوان «لنز نرم رباتیک فوتوریسپانسیو الهام‌گرفته از زیست» در مجله Science Robotics منتشر شده است. به گفته تیم تحقیقاتی، PHySL اختراعی نویدبخش برای آینده محسوب می‌شود؛ اختراعی که می‌تواند در ربات‌های نرم دارای بینایی، ابزارهای پزشکی تطبیقی و فناوری‌های پوشیدنی هوشمند کاربرد داشته باشد. با توجه به اینکه مطالعات نشان می‌دهد چشم انسان به‌تنهایی کیفیت بالایی ندارد و مغز بخش بزرگی از پردازش را انجام می‌دهد، چنین لنزی می‌تواند در مواردی که بینایی انسان دچار محدودیت است نقش مکمل ایفا کند.
جزئیات فنی این چشم رباتیک
چالش اصلی در ساخت یک لنز رباتیک نرم، شبیه‌سازی سیستم بینایی انسان است؛ سیستمی که به ساختارهای انعطاف‌پذیر و سازگار متکی است. ایجاد موادی که هم عملکردی بالا داشته باشند و هم با محیط زیستی بدن سازگار باشند، معمولاً پیچیده است. اما ماده جدید مورد استفاده در این پروژه بخشی از این مشکل را با تکیه بر نوعی هیدروژل حل کرده که نسبت به نور واکنش نشان می‌دهد و بدون نیاز به برق یا اجزای مکانیکی می‌تواند فوکوس خود را تغییر دهد.
در PHySL، لنز بسته به نور ورودی فوکوس خود را تنظیم می‌کند. تیم تحقیقاتی برای ساخت آن، یک حلقه هیدروژل را حول یک لنز سیلیکون‌پلیمری قرار داده است. اکسید گرافن موجود در هیدروژل نور را جذب کرده و باعث انقباض یا انبساط آن می‌شود. این تغییر اندازه، شکل لنز را تغییر داده و امکان فوکوس دقیق روی جزئیات بسیار ریز را فراهم می‌کند.
پژوهشگران حتی پا را فراتر گذاشته‌اند: آن‌ها این لنز را در یک سیستم میکروسیالی هیدروژلی قرار داده‌اند که دارای مجموعه‌ای از شیرهاست و می‌تواند از قدرت نور بهره‌برداری کند. به این ترتیب، نوری که خود لنز برای تنظیم فوکوس استفاده می‌کند، قادر است یک سیستم دوربین خودمختار را نیز فعال نگه دارد. این تنها نمونه استفاده از انرژی خورشیدی برای کمک به بینایی نیست؛ چرا که یک ایمپلنت چشمی خورشیدی نیز اکنون در درمان برخی بیماری‌های چشمی نقش دارد.
کاربردهای چشم رباتیکی
حوزه رباتیک نرم می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای برای چنین لنزی داشته باشد. ربات‌های نرم پیش‌تر در فیزیوتراپی، جراحی و ابزارهای کمکی پزشکی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ماهیت انعطاف‌پذیر و «اسفنجی» لنز می‌تواند آن را برای همکاری با جراحان در عملیات حساس و دقیق مناسب کند؛ به‌ویژه برای مشاهده با جزئیاتی بیشتر از حد توان چشم انسان. ربات‌های نرم مورد استفاده در عملیات جست‌وجو و نجات نیز می‌توانند از بینایی بسیار دقیق این لنز بهره ببرند تا راحت‌تر بازماندگان را در محیط‌های دشوار شناسایی کنند.
افزون بر این‌ها، ربات‌های نرم در کشاورزی برای رسیدگی به محصولات، در خطوط تولید برای مونتاژ قطعات، و در اکتشافات دریایی برای بررسی محیط‌هایی که ورود انسان به آن‌ها خطرناک است حضور دارند. این لنز می‌تواند در اعماق بسیار زیاد دره‌های هادال اقیانوس، نقاطی که زندگی در تاریکی مطلق جریان دارد به پژوهشگران کمک کند تا بهتر بفهمند موجودات در این شرایط چگونه زنده می‌مانند.
پژوهشگران همچنین به کاربری آزمایشگاهی این لنز اشاره کرده‌اند. PHySL می‌تواند جایگزین لنزهای سنتی میکروسکوپ‌ها شود. این لنز توانایی فوکوس روی اجسام تا اندازه چهار میکرومتر را دارد و این آن را به یک ابزار پژوهشی بسیار قدرتمند تبدیل می‌کند. به‌نظر می‌رسد آینده این لنز رباتیک بسیار جذاب باشد و باید دید در سال‌های پیش‌رو در چه حوزه‌هایی تحول ایجاد خواهد کرد.