فناوری چشم رباتیک با دقتی که حتی مورچه را هم می‌ بیند!

به گزارش رکنا، گروهی از محققان در مؤسسه فناوری جورجیا موفق به طراحی و ساخت یک لنز نرم و ژله‌ای از جنس هیدروژل شده‌اند که برای کارکرد نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارد. این لنز نوآورانه که قادر است جزئیاتی بسیار کوچک، حتی تارهای ریز روی پای یک مورچه را مشاهده کند، برای اولین‌بار تولید شده است و نام آن «لنز نرم هیدروژل فوتوریسپانسیو» یا PHySL می‌باشد.

این تحقیقات که نتایج آن در اکتبر ۲۰۲۵ در مجله Science Robotics منتشر شده است، نشان‌دهنده رویکرد نوینی برای آینده محسوب می‌شود. این لنز می‌تواند در زمینه‌هایی مانند ربات‌های نرم مجهز به بینایی، ابزارهای پزشکی تطبیقی و فناوری‌های پوشیدنی هوشمند به کار گرفته شود. با توجه به اینکه توانایی دید چشمان انسان به تنهایی محدود است و مغز بخش زیادی از فرآیند پردازش را برعهده دارد، این فناوری می‌تواند در مواردی که دید انسان ناتوان است نقش مهمی ایفا کند.

مشخصات فنی لنز رباتیک

یکی از چالش‌های اساسی در طراحی لنزهای رباتیک نرم، بازسازی سیستم پیچیده بینایی انسان است که به ساختارهایی انعطاف‌پذیر و سازگار نیاز دارد. طراحی موادی که کارایی بالا و سازگاری با بدن انسان را هم‌زمان داشته باشند، بسیار پیچیده است. با این حال، تیم تحقیقاتی توانسته با بهره‌گیری از نوعی هیدروژل که به نور واکنش نشان می‌دهد و بدون نیاز به برق یا قطعات مکانیکی قابلیت تغییر فوکوس دارد، این مشکل را حل کند.

در این لنز، تغییر فوکوس به میزان نوری که دریافت می‌شود بستگی دارد. پژوهشگران برای ساخت این لنز، حلقه‌ای از هیدروژل را به دور لنزی از جنس سیلیکون-پلیمری قرار داده‌اند. اکسید گرافن موجود در این هیدروژل نور را جذب کرده و موجب تغییر انقباض یا انبساط آن می‌شود. این تغییر اندازه، شکل لنز را تغییر داده و امکان تنظیم دقیق فوکوس را برای مشاهده جزئیات فراهم می‌کند.

علاوه بر این، محققان این لنز را در سیستمی میکروسیالی قرار داده‌اند که با مجموعه‌ای از شیرهای هیدروژلی کار می‌کند و از نور به عنوان منبع نیرو بهره می‌برد. این لنز می‌تواند برای نگهداری سیستم‌های دوربینی خودمختار نیز مورد استفاده قرار گیرد. ایده استفاده از انرژی خورشیدی برای تقویت بینایی در اینجا نیز گسترش یافته است، مانند سایر فناوری‌های ایمپلنتی خورشیدی که برای درمان بیماری‌های چشمی به کار می‌روند.

کاربردهای متنوع لنز رباتیک

فناوری این لنز در حوزه رباتیک نرم کاربردهای گسترده‌ای دارد. ربات‌های نرم پیش‌تر در فیزیوتراپی، جراحی‌ها و دستگاه‌های کمکی پزشکی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ویژگی انعطاف‌پذیر و خاصیت «اسفنجی» این لنز آن را برای همراهی با جراحان در عملیات حساس و دقیق ایده‌آل می‌کند، به‌ویژه در فرآیندهایی که نیاز به مشاهده جزئیاتی فراتر از توان چشم انسان دارند. همچنین ربات‌های نرم می‌توانند از توانایی بینایی این لنز برای مأموریت‌های جست‌وجو و نجات بهره گیرند و اشخاص را در محیط‌های سخت با دقت بیشتری تشخیص دهند.

به‌علاوه، این لنز می‌تواند در بخش‌های مختلفی همچون صنعت کشاورزی، خطوط تولید و اکتشافات زیرآبی به کار گرفته شود. به‌عنوان نمونه، این فناوری می‌تواند در عمق اقیانوس‌ها به کشف محیط‌های تاریک و ناشناخته و مطالعه موجودات زنده در شرایط سخت کمک کند.

از دیگر کاربردهای چشمگیر این لنز می‌توان به استفاده آن در آزمایشگاه‌ها اشاره کرد. PHySL قادر است جایگزین لنزهای معمولی در میکروسکوپ‌ها شود و توانایی فوکوس بر روی اجسام بسیار کوچک تا اندازه چهار میکرومتر را دارد. همین ویژگی، این لنز را به ابزاری بسیار قوی برای تحقیقات علمی تبدیل کرده است.

به نظر می‌رسد در سال‌های آینده فرصت‌های بسیار جذابی برای استفاده از این لنز رباتیک پدید خواهد آمد و باید دید که چگونه کاربردهای آن به زندگی انسان شکل تازه‌ای می‌دهد.