ربات‌های هوش مصنوعی، حشرات سایبورگ را برای نجات جان انسان‌ها شکار می‌کنند!
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان دانشگاه فنی نانیانگ، سنگاپور (NTU سنگاپور) اولین «خط کارخانه» خودکار حشرات سایبورگ جهان را ساخته‌اند. این سیستم رباتیک نمونه اولیه جدید، اتصال کوله پشتی‌های الکترونیکی مینیاتوری را بر پشت سوسک‌های ماداگاسکار به طور خودکار انجام می‌دهد و آنها را به ربات‌های هیبریدی حشره تبدیل می‌کند.
این روش جدید مونتاژ، زمان آماده‌سازی و خطای انسانی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و گامی بزرگ به سوی استقرار گسترده ربات‌های هیبریدی حشره‌ای در محیط‌های پیچیده برای عملیات جست‌و‌جو و نجات در مناطق فاجعه‌زده است.
این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شده است.
این سیستم خودکار که توسط پروفسور هیروتاکا ساتو از دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه NTU سنگاپور رهبری می‌شود، می‌تواند «کوله پشتی‌های» الکترونیکی را تنها در ۱ دقیقه و ۸ ثانیه برای هر حشره به سوسک‌های هیس‌هیس ماداگاسکار متصل کند.
این حدود ۶۰ برابر سریع‌تر از فرآیند دستی سنتی وابسته به اپراتور‌های آموزش‌دیده است که اغلب بیش از یک ساعت طول می‌کشد. هنگام پردازش چهار حشره، سیستم تمام مونتاژ‌ها را در کمتر از ۸ دقیقه انجام داد که حدود ۳۰ برابر سریع‌تر از روش‌های دستی است.
پروفسور ساتو گفت: «نوآوری ما رویای به‌کارگیری تعداد زیادی از حشرات سایبورگ را در سناریو‌های واقعی بسیار عملی‌تر می‌کند.»
«آماده‌سازی دستی زمان‌بر است و به اپراتور‌های ماهر بسیار وابسته است. با خودکارسازی این فرآیند، می‌توانیم ربات‌های هیبریدی حشرات را به سرعت و به طور مداوم تولید کنیم. این به ما امکان می‌دهد تا آنها را در تعداد زیاد آماده کنیم، که در عملیات حساس به زمان مانند جست‌و‌جو و نجات پس از فاجعه بسیار مهم خواهد بود.»
وقتی سوسک‌ها دیگر مستقر نیستند یا در طول دوره‌های طولانی استراحت، کوله پشتی‌های الکترونیکی مینیاتوری را می‌توان با خیال راحت و بدون هیچ گونه عوارض جانبی از پشت آنها جدا کرد.
نحوه عملکرد حشرات سایبورگ
برخلاف ربات‌های معمولی، حشرات سایبورگ به طور معمول با استفاده از اندام‌های خود حرکت می‌کنند و این حرکت توسط تحریکات الکتریکی ملایمی که از طریق الکترود‌های کاشته شده متصل به یک صفحه مدار سبک در پشت آنها اعمال می‌شود، هدایت می‌شود.
سیستم مونتاژ رباتیک مجهز به هوش مصنوعی از بینایی رایانه‌ای و یک الگوریتم اختصاصی برای شناسایی محل آناتومیکی بهینه در پشت سوسک برای کاشت الکترود استفاده می‌کند و قرارگیری دقیق آن را تضمین می‌کند.
محققان همچنین نسل جدیدی از کوله پشتی را طراحی کرده‌اند که حشرات را با کارایی بیشتری تحریک می‌کند و در عین حال که کنترل دقیق حرکت را حفظ می‌کند، از ۲۵ درصد ولتاژ کمتری نسبت به نسخه‌های قبلی استفاده می‌کند. این راندمان انرژی اضافی به افزایش زمان عملیاتی و کاهش خطر تحریک بیش از حد کمک می‌کند.
در آزمایش‌های آزمایشگاهی، حشرات هیبریدی چرخش‌های تند بیش از ۷۰ درجه و کاهش سرعت تا ۶۸ درصد را با دستور نشان دادند.
گروهی از چهار سوسک سایبورگ بیش از ۸۰٪ از یک منطقه آزمایشی پر از مانع را تنها در ۱۰.۵ دقیقه پوشش دادند و توانایی خود را در حرکت در فضا‌های تنگ و شلوغ نشان دادند.
در حالی که خط مونتاژ هنوز در مرحله نمونه اولیه است، حشرات سایبورگ با کوله پشتی نسل اول که با استفاده از روش دستی نصب شده‌اند، قبلاً در دنیای واقعی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
کاربرد‌های دنیای واقعی
در ۳۰ مارس ۲۰۲۵، تیمی متشکل از ۱۰ حشره سایبورگ به همراه نیروی دفاع مدنی سنگاپور (SCDF) به عنوان بخشی از عملیات شیردل به میانمار اعزام شدند.
این ماموریت کمک‌های بشردوستانه در واکنش به زلزله ویرانگر ۷.۷ ریشتری بود که در ۲۸ مارس رخ داد و جان بیش از ۳۰۰۰ نفر را گرفت.
این اولین باری بود که از حشرات سایبورگ در یک عملیات بشردوستانه استفاده می‌شد و اولین استقرار میدانی ربات‌های هیبریدی حشره‌ای بود.
استقرار میدانی، پتانسیل رباتیک مبتنی بر حشرات را برای یافتن بازماندگان در مناطق آسیب‌دیده از فاجعه نشان داد، جایی که ربات‌های معمولی برای دسترسی و زمان کوتاه عملیاتی با مشکل مواجه بودند.
پروفسور ساتو گفت: «با درس‌هایی که از استقرار میدانی خود گرفتیم، اکنون ایجاد زیرساخت‌هایی که از تولید و استقرار انبوه پشتیبانی کنند، ضروری است. خط مونتاژ ما اولین قدم به سوی این هدف است و ما معتقدیم که این امر راه را برای کاربرد‌های سایبورگی قابل اعتمادتر، مانند بازرسی سازه‌های بزرگ عمرانی برای یافتن نقص، هموار خواهد کرد.
پروفسور ساتو به خاطر کار‌های پیشگامانه‌اش در زمینه حشرات سایبورگ، در سطح بین‌المللی شناخته شده است. تحقیقات پیشگامانه او در فهرست «۵۰ اختراع برتر سال» مجله تایم و «۱۰ فناوری نوظهور» مجله MIT Technology Review به چاپ رسیده است.
با نگاه به آینده، تیم او قصد دارد سیستم مونتاژ را بهبود بخشد و با شرکای محلی همکاری کند تا اثربخشی و آمادگی آن را برای استفاده صنعتی بیشتر تأیید کند.