تقنية الحجب الفيزيائي تحمي العيوب الهيكلية وتجعلها تختفي طور باحثون من جامعة برينستون وجامعة جورجيا للتكنولوجيا تقنية جديدة تستهدف حماية الهياكل من العيوب والفتحات التي قد تؤدي إلى ضعفها، وذلك بعملية تشبه إخفاء العيب عن القوى المحيطة به. بدلاً من تعزيز هيكل الفتحة لحماية ضد بعض القوى المحددة، تقوم هذه التقنية بإعادة تنظيم القوى المحيطة لتتجنب الفتحة بشكل فعال. في مقال نشرته المجلة الأمريكية للعلوم الأكاديمية بعنوان "الحجب الميكانيكي غير المتحيز"، شرح الباحثون كيف يمكن تصميم محيط الفتحات باستخدام ما يعرف بالـ"ميكروهيكل" (microstructures) لحمايتها من مجموعة متنوعة من الأحمال. يتم تعديل شكل واتجاه هذه الميكروهيكلات لتعمل بشكل فعال مع الأحمال الأكثر تحديًا التي يمكن أن تواجه الهيكل، مما يسمح للمصممين بمواجهة العديد من الضغوط في وقت واحد. المشكلات الحالية في التعزيز قالت البروفيسورة إميلي د. ساندرز، أستاذة الهندسة الميكانيكية المساعدة في جامعة جورجيا للتكنولوجيا، إن أي لوحة بها فتحة تتعرض للضغط ستكون أكثر عرضة لتركيز الضغط في مكان الفتحة، مما يؤدي إلى فشلها المبكر. الهدف من تقنية الحجب هو تصميم شيء يحيط بالفتحة أو العيب يجعل من似乎是这个段落的翻译出现了问题，我将重新组织并确保内容流畅且易于理解。 تقنية الحجب الفيزيائي تحمي العيوب الهيكلية وتجعلها تختفي طور باحثون من جامعة برينستون وجامعة جورجيا للتكنولوجيا تقنية جديدة تهدف إلى حماية الهياكل من العيوب والفتحات التي قد تضعفها، وذلك من خلال عملية تشبه إخفاء العيب عن القوى المحيطة به. بدلاً من تعزيز هيكل الفتحة لحماية ضد بعض القوى المحددة، تقوم هذه التقنية بإعادة تنظيم القوى المحيطة لتتجنب الفتحة بشكل فعال. في مقال نُشر في المجلة الأمريكية للعلوم الأكاديمية بعنوان "الحجب الميكانيكي غير المتحيز"، شرح الباحثون كيف يمكن تصميم محيط الفتحات باستخدام ما يعرف بالـ"الميكروهيكل" (microstructures) لحمايتها من مجموعة متنوعة من الأحمال. يتم تعديل شكل واتجاه هذه الميكروهيكلات لتعمل بشكل فعال مع الأحمال الأكثر تحديًا التي يمكن أن تواجه الهيكل، مما يسمح للمصممين بمواجهة العديد من الضغوط في وقت واحد. المشكلات الحالية في التعزيز قالت البروفيسورة إميلي د. ساندرز، أستاذة الهندسة الميكانيكية المساعدة في جامعة جورجيا للتكنولوجيا، إن أي لوحة بها فتحة تتعرض للضغط ستكون أكثر عرضة لتركيز الضغط في مكان الفتحة، مما يؤدي إلى فشلها المبكر مقارنة بلوحة بدون فتحة. الهدف من تقنية الحجب هو تصميم شيء يحيط بالفتحة أو العيب بحيث يبدو كأن الفتحة غير موجودة. آلية العمل قال غلاوسيو بولينو، أحد المؤلفين الرئيسيين وأستاذ الهندسة في جامعة برينستون، إن المصممين عادةً ما يعززون الهيكل عند الفتحات مثل النوافذ أو الأنفاق. لكن زيادة القوة الهيكلية في اتجاه واحد يمكن أن تحدث مشاكل جديدة بإنشاء ضغوط جديدة في اتجاه مختلف. الهدف من تقنية الحجب هو حماية الهيكل بإعادة توجيه القوى دون إنشاء مستويات ضغط جديدة أو غير مرغوبة. الإلهام من الطبيعة استلهم الباحثون هذه التقنية من العقد في الأشجار، حيث يبدو أن الميكروهيكلات الموجودة في العقد توجه القوى حول مواقع الاختراقات مثل الفروع أو الجذور وتحافظ على القوة الهيكلية. أراد الباحثون معرفة ما إذا كانوا يستطيعون هندسة هيكل مماثل في المواد المصنعة. التقنية المبتكرة تعتمد تقنية الحجب على حل مشكلتين في التحسين. المشكلة الأولى تكشف عن الأحمال التي ستنتج أكبر تحدي للهيكل. هذا الأمر أكثر صعوبة مما يبدو، لأن الأحمال على الهيكل أو الآلة يمكن أن تتغير مع الظروف. قال بولينو: "أي هيكل يمكن أن يواجه عددًا لا نهائيًا من الأحمال. كل مرة تقود فيها سيارتك، تكون الأحمال مختلفة، قد تهب الرياح في اتجاهات مختلفة، أو قد تتقلب درجة الحرارة." اكتشف الباحثون أن حساب ستة إلى عشرة من أسوأ الأحمال الممكنة للهيكل يعطي أفضل النتائج. باستخدام هذه المعلومات، يقومون بحل المشكلة الثانية في التحسين لإيجاد أفضل طريقة لإنشاء وإنتشار الميكروهيكلات حول الفتحة أو الأنابيب. تقييم الخبراء قال البروفيسور دافيدي بيجوني، أستاذ ميكانيكا المواد الصلبة والهيكلية في جامعة ترينتو بإيطاليا، إن تقنية التحسين التي قدمها الباحثون تمثل منهجية ثورية لتحقيق عدم ظهور العيب بغض النظر عن اتجاه القوة الخارجية المطبقة. هذا يؤدي إلى حجب متعدد الاتجاهات، وهو خاصية ذات تطبيقات واسعة النطاق. تشمل هذه التطبيقات ضمان المحايدية الميكانيكية في استبدال الأنسجة الحيوية، تعديل العناصر الهيكلية لتسهيل تركيبات الآلات أو البنية التحتية المدنية، وتعزيز ترميم الأعمال الفنية. مقارنة مع التقنيات الأخرى أوضح بولينو أن فكرة الحجب تشبه تقنيات الحجب التي تم تطويرها لإخفاء الأشياء في الطيف الكهرومغناطيسي، مثل الطائرات السرية. ومع ذلك، فإن المعادلات الخاصة بالمواد الصلبة يمكن أن تكون أكثر تحديًا من تلك الخاصة بالكهرومغناطيسية. لكنه أكد أن الهدف واحد: "أي اضطراب مرن يخفيه الحجب. إنه كأنه غير موجود." الشركة والبحث العلمي جامعة برينستون وجامعة جورجيا للتكنولوجيا هما مؤسستان رائدتان في مجال البحث العلمي والهندسة. يعمل الفريق البحثي في هاتين الجامعتين على تطوير حلول مبتكرة لتحديات الهندسة الحديثة، بما في ذلك تقنية الحجب الميكانيكي التي يمكن أن تحدث ثورة في تصميم الهياكل الهندسية وتطبيقاتها الواسعة.