دانشمندانی که تحقیقات کوانتومی را انجام می دهند از یک بازوی رباتیک تازه توسعه یافته سود خواهند برد که نوید تسریع پیشرفت و امکان پیشرفت در این زمینه را می دهد. محققان آزمایشگاه فناوری مهندسی کوانتوم و آزمایشگاه رباتیک بریستول در دانشگاه بریستول یک بازوی رباتیک منحصر به فرد طراحی کرده اند که آزمایش های کوانتومی را با سرعت، دقت و پیچیدگی بی سابقه ای تسهیل می کند.
فناوری کوانتومی پتانسیل بسیار زیادی برای کاربردهای دنیای واقعی دارد، از پیشرفت‌های مراقبت‌های بهداشتی در نظارت سلولی گرفته تا ارتباطات فضایی. با این حال، انجام آزمایش‌های کوانتومی اغلب شامل محیط‌های بسیار محدودی است که به دماهای فوق‌العاده پایین، برهم‌کنش‌های مقیاس اتمی و پرتوهای لیزری دقیقاً هم‌تراز شده نیاز دارند.
با ادغام ویژگی‌های رباتیک در آزمایش‌های کوانتومی، دانشمندان اکنون این توانایی را دارند که این آزمایش‌های پیچیده را با سرعت نمونه‌سازی، کنترل و قابلیت اطمینان افزایش یافته بررسی کنند. یافته های تحقیق و بازوی رباتیک در مجله Advanced Science ارائه شده است.
دکتر جو اسمیت، نویسنده اصلی، توضیح داد که اجزای آزمایشگاهی سنتی برای آزمایش آنها کافی نبودند و آنها را به کشف استفاده از رباتیک سوق داد. این تیم با موفقیت نشان داد که بازوهای رباتیک دارای بلوغ لازم برای هدایت تنظیمات پیچیده و کمک به پیشرفت در آزمایش‌های سنجش کوانتومی هستند.
محققان با الهام از قابلیت‌های دقت و جهت‌یابی ربات‌های جراحی، از آهنربا با قدرت بالای بازوی رباتیک استفاده کردند تا آن را در هر فضای سه‌بعدی و در هر زاویه‌ای قرار دهند و آن را قادر به مانور در اطراف موانع کنند. بازوی رباتیک با کمک الکترودها، لیزرها و سطوح آینه ای، تراز و دستکاری دقیق را برای تنظیمات مختلف آزمایشی تسهیل می کند.
دکتر کریشنا کویمباتور بالرام، یکی از نویسندگان این مقاله، بر اهمیت ادغام پیشرفت‌های سایر زمینه‌ها، مانند رباتیک، برای پیشرفت فناوری‌های کوانتومی تأکید کرد. همانطور که فناوری‌های کوانتومی به سمت کاربردهای عملی پیشرفت می‌کنند، معرفی رباتیک در تنظیمات کوانتومی محدود پتانسیل افزایش سرعت، کنترل و استحکام را در طیف گسترده‌ای از درجات کوانتومی آزادی ارائه می‌دهد.
توانایی بازوی رباتیک برای تولید میدان های مغناطیسی برداری با دقت بالا و تعیین جهت گیری یک حسگر مبتنی بر اسپین در شرایط چالش برانگیز، پتانسیل آن را برای حساس کردن مغناطیس‌سنج‌های کوانتومی به نمایش می‌گذارد که از آنچه تکنیک‌های سنتی می‌توانند به دست آورند، پیشی می‌گیرد. این توسعه راه را برای ادغام بیشتر رباتیک در کاربردهای فناوری کوانتومی، تسهیل نمونه‌سازی سریع‌تر و افزایش کنترل و قابلیت اطمینان سیستم‌های کوانتومی شکننده، هموار می‌کند.
منبع
Joe A. Smith et al, Robotic Vectorial Field Alignment for Spin‐Based Quantum Sensors, Advanced Science (2023). DOI: 10.1002/advs.202304449
