روبوت صيني يحاكي الخيال العلمي ويستخرج الحديد من رمال الصحراء

في خطوة تذكرنا بأفلام الخيال العلمي، نجح علماء صينيون في اختبار روبوت زاحف ذاتي الدفع قادر على استخراج الحديد مباشرة من رمال صحراء تاكلاماكان، أكبر صحاري الصين. طور باحثون من جامعة تاريم في شينجيانغ هذا الروبوت الذي يستخدم مغناطيسات مصنوعة من العناصر الأرضية النادرة وتقنية الفصل المغناطيسي الجاف لالتقاط المواد الحديدية أثناء تحركه. تفتح هذه التقنية آفاقاً جديدة لتعدين الموارد في البيئات القاحلة دون الحاجة إلى المياه، مما قد يساهم في خفض تكاليف استخراج المواد الخام.

تستحضر فكرة الروبوت صور "حاصدات الرمال" العملاقة من رواية وفيلم "Dune" الشهير، لكن الدراسة العلمية المنشورة في دورية "Metal Mine" توضح أن هذا النموذج الأولي هو مجرد خطوة بحثية أولية وليس نظام تعدين صناعي متكامل. يزن النموذج الأولي 4.3 كيلوغرامات فقط، ويجمع بين الحركة الذاتية وتقنيات الفرز الميكانيكي فوق التضاريس الرملية الوعرة. تعتمد آلية العمل على أجزاء دوارة تجرف الرمال وتوجهها إلى جهاز فرز داخلي مزود بمغناطيسات دائمة فائقة القوة من سبيكة النيوديميوم والحديد والبورون، والتي تجذب الجزيئات الحديدية وتفصلها عن الرمال لتودع في خزان مدمج.

من حيث الكفاءة التشغيلية، تم تزويد الروبوت ببطارية سعتها 20 ألف مللي أمبير-ساعة تتيح له العمل لمدة 12.5 ساعة، مع إمكانية إطالة نطاق تشغيله عبر لوح شمسي. يتحرك الروبوت بسرعة 1.5 سنتيمتر في الثانية وقادر على اجتياز منحدرات رملية بزاوية تصل إلى 20 درجة. توفر هذه المواصفات أساساً جيداً لاختبار التقنية، لكنها لا تزال بحاجة إلى مزيد من التطوير قبل الانتقال إلى الاستخدام الصناعي والتجاري.

تمثل الطبيعة الجيولوجية لصحراء تاكلاماكان تحدياً استثمارياً بسبب تشتت المعادن. ورغم أن تقديرات تشير إلى أن الرمال تحتوي على تركيز حديد يصل إلى 6%، فإن تشتت هذه المعادن جعل الروبوت يعزل 0.46% فقط من إجمالي الرمال التي عالجها. ومع ذلك، تتميز الكمية المستخلصة بجودتها العالية، حيث بلغت نسبة الحديد النقي فيها 28%، وهي مادة خام تحتاج إلى مراحل معالجة لاحقة.

يتوقف انتقال هذه التقنية إلى الاستخدام الصناعي على قدرتها على معالجة كميات أكبر من الرمال ورفع كفاءة الاستخلاص لتغطية التكاليف. يطرح معدل الفرز المسجل تساؤلاً حول حجم الرمال الهائل الذي يتعين على الروبوت معالجته للحصول على كمية ذات قيمة تجارية. تبرز تكاليف النقل أيضاً كعامل في الجدوى الاقتصادية، خاصة مع تحديات نقل المواد المستخلصة وتوفير الصيانة والإمدادات في عمق الصحراء. كما يجب اختبار قدرة الأجزاء المتحركة على تحمل الاحتكاك المستمر بالرمال والتغيرات الحرارية الحادة لتقليل الأعطال وتكاليف الصيانة.