دستاورد محققان؛

روبات‌ها دنیای طبیعی را تقلید خواهند کرد / آینه‌ای فلزی از طبیعت در آینده

با مطالعات محققان بر رفتار‌های حیوانات حیات وحش روباتیک در آینده ممکن است به آینه‌ای فلزی از طبیعت تبدیل شود.

کد خبر: ۸۹۱۸۱۷

دوشنبه - ۰۳ آذر ۱۳۹۹ / November 23, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو؛ روبات‌ها در حال تقلید طبیعت هستند. حیات وحش بر سرغذا، پناهگاه و جفت‌یابی در نبردی مداوم با خود است. بازنده‌ها از گرسنگی می‌میرند یا توسط درندگان شکار می‌شوند، درحالیکه برندگان ژن‌های خود را که به آنها برای موفقیت کمک کرده است، انتقال می‌دهند. با انتخاب طبیعی، بسیاری از گونه‌ها روش‌های قدرتمندی را برای هدایت در محیط خود تکامل می‌دهند. مهندسان نیز با درس‌هایی از طبیعت، روبات‌های جدید عجیبی می‌سازند.

دکتر فنگبائو تیان و دکتر برندان برنز، بیوتکنولوژیست‌های دانشگاه نیوساوت ولز برای ساخت روبات‌های جدید به دنیای طبیعی و نحوه پرواز و شنای حیوانات نگاهی انداخته‌اند.

دکتر فنگبائو می‌گوید:«طبیعت می‌تواند به ما یاد دهد تا روبات‌های بهتری بسازیم. این موضوع می‌تواند طیف گسترده‌ای از روبات‌ها مانند اسباب‌بازی کودکان، هواپیماهای بدون سرنشین و حتی روبات‌هایی روی دیگر سیارات را دربر بگیرد.»

فنگبائو به ساختار باله‌های ماهی نگاهی داشته است. ماهی می‌تواند سریعا در آب شنا کند تا از شکار شدن و برخورد به موانع جلوگیری کند. این واکنش حتی سریعتر از پردازش‌های کامپیوتری اتفاق می‌افتد و بدن آنها برای مصرف کمتر انرژی حین شناکردن تکامل یافته است. این قابلیت ماهی‌ها پیش از این در گلایدرهای اقیانوسی اعمال شده که به آنها اجازه می‌دهد تا چندین هفته بدون سوخت سفر کنند.

این دو تن همچنین بال‌های پرندگان و حشرات را نیز مطالعه کردند. برندان می‌گوید:« بال‌ها متفاوت هستند. بال‌های سنجاقک نسبتا سفت هستند، درحالیکه حشراتی مانند زنبورعسل دارای بال‌های سفت در حین حال منعطف هستند.»

تنوع بال‌ها به این حیوانات چیره‌دست اجازه می‌دهد تا سبک پرواز خاصی داشته باشند. فنگبائو و برندان تحقیق می‌کنند که کدام بال‌ها مناسب روبات‌های مختلف هستند. مثلا سبک بال‌های پشه ممکن است برای روبات‌های مریخی عالی کار کنند. شکل پرواز انسان‌ها نیازمند میزان زیادی از فشار است، اما روی مریخ، اتمسفر نازک است و پرواز را سخت می‌کند.

درحالیکه حشرات برای پرواز نیازمند فشار کمی بوده و همین موضوع باعث می‌شود تا به خوبی روی مریخ پرواز کنند.
بسیاری از بال‌های حشرات به ایجاد گرداب‌های لبه بال‌های خود متکی هستند. این گرداب‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که بال هنگام پرواز به سمت جریان هوا متمایل می‌شود و این باعث خواهد شد که قبل از تغییر فشار زیر بال‌ها، پرنده سریعا پرواز کند.

استفاده از این گرداب‌ها در هواپیماها باعث سقوط‌های مرگبار خواهد شد، اما حشرات راهی یافته‌اند تا از این گرداب‌ها بطور فوق‌العاده‌ای بهره برند. برندان توضیح می‌دهد:« اگر بال‌هایتان را به جهت دیگری بچرخانید، تکانه دیگری برای پرواز پیدا خواهید کرد. حشرات این کار را دویست تا هزار مرتبه در ثانیه انجام می‌دهند. آنها از تمام مزیت‌های گرداب استفاده کرده و هیچکدام سقوط نمی‌کنند.»

فنگبائو و برندان، برای درک اینکه چگونه ماهی، پرنده و حشره در آب‌وهوا حرکت می‌کنند، شبیه‌سازهایی ساخته‌اند که از ابرکامپیوترهای قدرتمندی استفاده می‌کند. برندان می‌گوید:«ما می‌توانیم این كار را از طریق آزمایش انجام دهیم، اما اصول اخلاقی نیز در این امر دخیل است. انجام کارهای آزمایشگاهی مستلزم مراحلی مانند خاموش كردن قسمت‌هایی از مغز ماهی یا بریدن قسمت‌هایی از بال حشره است.»

فنگبائو معتقد است که استفاده از هوش مصنوعی و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری به آنها اجازه می‌دهد تا محیط شبیه‌سازی را کنترل کرده و نحوه دید و احساس ماهی از محیط اطراف را درک کنند. هنوز اوایل دوران تقلید زیست‌شناختی است و محققان باید راهی طولانی را طی کنند تا ربات‌ها بتوانند به طور کامل از طبیعت تقلید کنند. اما روزی می‌رسد که پشه‌های آلومینیومی روی مریخ پرواز کنند، مگس‌های پلاستیکی غذاها را تحویل دهند و غواصان در کنار ماهی‌های روباتیک شنا کنند.