فناوری می‌تواند کیفیت زندگی را بالا ببرد

فاطمه صائبی‌صفت ـ خبرنگار

چندی پیش خبری در رسانه‌های جهان درباره ابداع جدید یک محقق ایرانی در دانشگاه بریستول در انگلیس مورد توجه قرار گرفت. این دانشمند ایرانی که مجید تقوی نام دارد به همراه دو محقق دیگر موفق به ساخت یک ماهیچه مصنوعی شد که قدرت هر چیزی از میکروروبات‌ها گرفته تا ساختارهای فضایی را افزایش می‌دهد. آنها با الهام از هنر اوریگامی این فناوری را ابداع کرده‌اند که به اندازه ماهیچه انسان قدرتمند است و می‌تواند هزار برابر وزن خود را بلند کند. مجید تقوی متولد۶۳  در شهر اردبیل است. تحصیلات دانشگاهی‌اش را از سال۸۱ در تهران شروع کرد و تا امروز در محیط دانشگاهی بوده ‌است.  او در گفت‌وگو با همشهری، از جزئیات اختراع اخیرش و تحقیقات دیگرش گفته است.

خبرهای مربوط به تحقیقات شما برای ساخت نوعی ماهیچه مصنوعی بسیار برای علاقه‌مندان علم جذاب بود. می‌شود جزئیات بیشتری درباره این اختراع بگویید.
چندی پیش به تیمی پیوستم که روی پروژه جالب شلوارهای نرم توانبخشی کار می‌کردند. در این شلوارها نه‌تنها سیستم‌های تامین انرژی و ساخت حسگرها مورد توجه بودند بلکه به عملگرهای مکانیکی قوی نیاز بود که بتوانند نیروی لازم برای حرکت پا و تقویت ماهیچه‌ها را فراهم کنند. متأسفانه تکنولوژی این عملگرها که به نام کلی ماهیچه‌های مصنوعی شناخته می‌شوند بسیار ضعیف است.
موتورهای الکتریکی شناخته شده‌ترین عملگرهای مکانیکی هستند، ولی در بسیاری از کاربردها مانند سیستم‌های پوشیدنی یا کاشتنی در بدن کارایی ندارند و متأسفانه تکنولوژی جایگزین قابل‌قبولی هم برای این کاربردها وجود ندارد؛ مثلاً سال‌هاست پژوهشگران در جست‌وجوی فناوری‌های جدیدی هستند که بتوانند به‌عنوان دست و پای مصنوعی مورد استفاده قرار دهند یا حتی ماهیچه قلب انسان بتواند درصورت نیاز با استفاده از یک ماهیچه مصنوعی قوی و در عین حال سازگار با بدن تقویت شود.به همین دلیل عمده توان خود را روی یافتن تکنولوژی جدید برای ماهیچه‌های مصنوعی گذاشتیم. هدفمان پیدا کردن نوع جدیدی از عملگرهای مکانیکی پر‌قدرت، سبک، کوچک، سریع و با بازدهی بالا بود. نتیجه تحقیقات ما ساخت این ماهیچه مصنوعی بود که با نام «الکترواوریگامی» معرفی شده است چون در ساخت آن از مدل‌های مختلف هنر ژاپنی اوریگامی الهام گرفته شده است. این تکنولوژی با استفاده از نیروی الکترواستاتیکی، دو لایه جدا از هم را مانند زیپ به هم نزدیک و قفل می‌کند. قدرتی تقریبا معادل ماهیچه انسان دارد، می‌تواند تا هزار برابر وزن خود را بلند کند و بیش از ۹۹درصد اندازه خود کوچک شود و جالب‌تر اینکه با مواد مختلف و بسیار ساده حتی کاغذ و مداد قابل ساخت است. پیش‌بینی ما این است که این اختراع روزی بتواند کاربردهای وسیعی در روباتیک و سیستم‌های صنعتی داشته باشد.
تحقیقات جدیدتان هم در این حوزه است؟
هم‌اکنون تحقیقاتم را در قالب کلی مواد و ساختارهای هوشمند برای روبات‌های نرم ادامه می‌دهم. روی تکنولوژی‌های نوین ماهیچه‌های مصنوعی و استخراج انرژی در ابعاد کوچک، بیشتر تمرکز خواهم داشت چراکه تا یافتن راه‌حل‌های قابل‌قبول مسیر پرچالشی وجود دارد. همزمان تجاری‌سازی ایده‌های ثبت شده را هم دنبال خواهم کرد.
 به‌نظر می‌رسد دوست دارید تحقیقات و اختراعاتی داشته باشید که کیفیت زندگی افراد را بهتر کند.
بله، آنچه ما دنبالش هستیم آسان‌تر کردن زندگی مردم مخصوصا برای کسانی است که نیاز به کمک اطرافیان دارند. شاید نتوانیم به راحتی از کمیت زندگی صحبت کنیم ولی قطعا می‌توانیم کیفیت آن را بالاتر ببریم و در این میان تلاش برای پیشرفت تکنولوژی‌ فقط یکی از ابزارهای لازم و البته ناکافی است.
در زمان دانشجویی هم به‌نظر می‌رسد پروژه‌هایی داشتید که مورد توجه رسانه‌ها قرار گرفته بودند. چه کارهایی بود که باعث این توجه‌ها شد.
اگر بخواهم با واژه‌های غیرتخصصی توضیح دهم، ماده پلاستیکی جدید و ارزان‌قیمتی ساختم که تحت فشار متناوب، انرژی الکتریکی تولید می‌کند و می‌تواند در کفش، ابزارهای پوشیدنی، زمین بازی کودکان و یا در زمین‌های ورزشی مورد استفاده قرار گیرد. چند سیستم نو که می‌توانند بدون نیاز به جریان برق و باطری، انرژی الکتریکی لازم را با روش‌های جدید از اصطکاک و انرژی حرکتی اطراف خود بگیرند. مانند محاسبه‌گر سرعت موتور یا سنسور تشخیص دود. مورد بعدی که اتفاقاً انتشار مقاله‌اش مورد توجه رسانه‌های خارجی و داخلی هم قرار گرفت جورابی بود که می‌توانست ادرار انسان را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.
ایده شارژر موبایل با جوراب حاوی ادرار از کجا آمد؟
با پیشرفت تکنولوژی‌های پوشیدنی و کاشتنی در بدن، نیاز ما هم به تامین انرژی الکتریکی دائمی از خود بدن و انرژی‌های اطراف‌مان بیشتر می‌شود. این سیستم‌های استخراج انرژی می‌توانند جایگزین باتری‌ها شوند که هم اندازه و وزن‌شان زیاد است و هم طول عمر محدودی دارند و هم اینکه اکثرا با محیط‌زیست و بدن انسان ناسازگار هستند. من در دوره دکتری عمدتا به‌دنبال تکنولوژی‌های جدید استخراج انرژی برای چنین مصارفی بودم. ایده این کار هم از آنجا شروع شد که متوجه شدم روشی وجود دارد که در آن گروهی از باکتری‌ها را در ساختارهای مهندسی شده خاصی رشد می‌دهند و با تغذیه این باکتری‌ها، الکترون تولید می‌شود که می‌توان آن را به سمت تولید جریان الکتریکی هدایت کرد.
ترغیب شدم که برای فرصت مطالعاتی دوره دکتری، برای چند‌ماه به گروه بیوانرژی در آزمایشگاه روباتیک بریستول انگلستان بپیوندم تا تلفیق این تکنولوژی جالب را با ساختارهای پوشیدنی که رویش کار می‌کردم امکان‌سنجی کنم. در واقع تلاش من این بود که این پیل‌های سوختی میکروبی را به‌صورت انعطاف‌پذیر، کوچک و سبک و در عین حال با کارایی بالا بسازم.
موفقیتم در این کار باعث شد که یک سیستم کامل پوشیدنی برای این پیل‌ها که با ادرار انسان تغذیه می‌شدند طراحی کنم. مانند سیستم گردش خون که اکسیژن و غذای تازه برای سلول‌های بدن فراهم می‌کند. چیزی شبیه یک پمپ هم لازم بود تا همواره غذای تازه به این باکتری‌ها برساند.در تست‌های آزمایشگاهی، این جوراب با وزن بسیار کمی که داشت قادر بود هر 2دقیقه تا حدی سیستم فرستنده خود را شارژ کند که بتواند یک پیام بی‌سیم را به کامپیوتر ارسال کند. شاید روزی این تکنولوژی آنقدر پیشرفت کند که بتواند در کوهنوردی برای رفع نیازهای ارتباطی ضروری مورد استفاده قرار بگیرد.