دانشمندان سوسری‌ها را به سایبورگ تبدیل کردند و به آنها قدرت ناوبری دادند
تَنِ باریک و تخت و نرم سوسری‌ها به آنها این توانایی را می‌دهد که به جاهایی وارد شوند که هیچ انسانی نمی‌تواند، آن هم بی آن‌که ردی بگذارند. آنها تقریباً هر چیزی را می‌خورند و تقریباً نابود‌نشدنی هستند.
همه‌ی این ویژگی‌ها، آنها را گزینه‌ای مناسب برای مأموریت‌های جست‌وجو و نجات می‌کند؛ البته کاربردهای دیگری هم برایشان در نظر گرفته شده که چندان خوشایند نیست، مانند نظارت و جاسوسی.
به همین دلیل، گروهی از پژوهشگران در دانشگاه اوساکا در ژاپن و دانشگاه دیپونگورو در اندونزی تصمیم گرفتند سوسری‌های سایبورگ را بیازمایند.
اندیشه‌ی آنها این بود که بهترین ویژگی‌های هر دو جهان فناوری و ارگانیک را ترکیب کنند: کالبد زنده‌ی سوسری، که در طی میلیون‌ها سال تکامل یافته تا بتواند از میان فضاهای کوچک و محیط‌های خشن عبور کند، و فناوری‌های نوین که با چند تحریک الکترونیکی از یک کوله‌پشتی پیشرفته، آن را به سوی هدفی که انسان تعیین کرده هدایت می‌کند.
«ساخت یک ربات کارآمد در ابعاد کوچک چالش‌برانگیز است؛ ما می‌خواستیم این دشواری را با ساده‌نگاه‌داشتن کار دور بزنیم.»
محمد اَریانتو، مهندس مکانیک از دانشگاه دیپونگورو، در این باره می‌گوید:
«با افزودن دستگاه‌های الکترونیکی به حشرات، می‌توانیم از پیچیدگی‌های مهندسی رباتیک بپرهیزیم و روی دستیابی به هدف خود تمرکز کنیم.»
راستش را بخواهیم، حتی پیشرفته‌ترین ربات‌ها هم هنوز در حرکت چندان روان نیستند. حرکات جانوران به اندازه‌ای پیچیده است که بهترین ماشین‌های خودکار ما هنوز هم درکش نکرده‌اند.
این موضوع به‌ویژه زمانی آشکار می‌شود که صحبت از حرکت در راستای عمودی باشد: همان‌طور که هواداران سریال دکتر هو می‌دانند، بسیاری از ربات‌ها با یک راه‌پله‌ی ساده از کار می‌افتند. اما یک سوسری می‌تواند از دیوارها بالا برود، از لوله‌ها عبور کند، و حتی در شرایط کم‌اکسیژن هم زنده بماند.
به جای ساختن یک ربات از صفر، گروه پژوهشی بررسی کردند که آیا می‌توان سوسری‌های هیس‌زن ماداگاسکار (Gromphadorhina portentosa) را به حسگرهایی مجهز کرد که جنبش، موانع، نم، دما و دیگر داده‌ها را شناسایی کنند. همچنین، الکترودهایی روی شاخک‌ها و بدن آنها کار گذاشته شد تا از آنها برای هدایت سوسری بهره گرفته شود.
این مجموعه‌ی کامل، سامانه‌ی پیمایش زیستی-ترکیبی بر پایه‌ی رفتار (BIOBBN) نامیده می‌شود و بر پایه‌ی برنامه‌ریزی رسیدن و پرهیز طراحی شده است؛ به این معنا که هدف آن رسیدن به یک جایگاه تعیین‌شده است، در حالی که در مسیر خود از موانع دوری کند یا آنها را پشت سر بگذارد.
این سامانه از دو روش پیمایش بهره می‌برد:
۱. یک روش ساده که به کوله‌پشتی الکترونیکی سنگین‌تر نیاز دارد.
۲. روشی پیچیده‌تر برای عبور از زمین‌های دشوار که به دستگاهی کوچک‌تر و سبک‌تر نیاز دارد.
پژوهشگران، این سوسری‌های تغییر‌یافته را در یک میدان آزمایشی که پر از شن، سنگ، و چوب بود، آزمودند. فرمان‌های هدایت به‌گونه‌ای تنظیم شد که سوسری سایبورگ بتواند به هدف برسد، اما در بیشتر موارد، خود سوسری مسیرش را پیدا می‌کرد و با برخورد به موانع، یا از روی آنها می‌گذشت یا از راه دیگری حرکت می‌کرد.
نویسندگان پژوهش می‌گویند:
«این الگوریتم، از رفتارهای طبیعی سوسری‌ها، مانند دنبال‌کردن دیوارها و بالا رفتن، برای عبور از موانع بهره می‌برد.»
«در آزمایش دوم، که محیطی چالش‌برانگیزتر داشت، سوسری‌ها به دلیل افزایش موانع، زمان بیشتری برای رسیدن به هدف نیاز داشتند.»
پژوهشگران امید دارند که این سوسری-ربات‌ها بتوانند برای بازرسی ویرانه‌های خطرناک بر جای‌مانده از جنگ یا بلایای طبیعی، شناسایی بازماندگان و کمک به نیروهای نجات به کار گرفته شوند. آنها می‌توانند داده‌هایی از جاهایی بفرستند که انسان‌ها توان ورود به آن را ندارند: لوله‌های باریک ساختمان‌ها، تونل‌های ژرف زیرزمینی، و مکان‌های فرهنگی حساس.
البته، کاربرد دیگر آنها که کمتر خوشایند است، نظارت و جاسوسی است، و همین نکته، بسیاری را نگران می‌کند.
کیسوکه موری‌شیما، کارشناس رباتیک از دانشگاه اوساکا، می‌گوید:
«من باور دارم که حشرات سایبورگ ما می‌توانند با انرژی و تلاش کمتری نسبت به ربات‌های کاملاً مکانیکی، وظایفشان را انجام دهند.»
«سامانه‌ی پیمایش زیستی-ترکیبی خودکار ما، بر چالش‌هایی غلبه می‌کند که همواره سد راه ربات‌ها بوده‌اند، مانند توانایی برخاستن پس از افتادن. این همان چیزی است که برای ورود از آزمایشگاه به دنیای واقعی نیاز داریم.»
البته، هنوز روشن نیست که سوسری‌ها درباره‌ی این ماجرا چه احساسی دارند!
🪳 Soft Robotics
🚀 @ofoghroydadd
تَنِ باریک و تخت و نرم سوسری‌ها به آنها این توانایی را می‌دهد که به جاهایی وارد شوند که هیچ انسانی نمی‌تواند، آن هم بی آن‌که ردی بگذارند. آنها تقریباً هر چیزی را می‌خورند و تقریباً نابود‌نشدنی هستند.
همه‌ی این ویژگی‌ها، آنها را گزینه‌ای مناسب برای مأموریت‌های جست‌وجو و نجات می‌کند؛ البته کاربردهای دیگری هم برایشان در نظر گرفته شده که چندان خوشایند نیست، مانند نظارت و جاسوسی.
به همین دلیل، گروهی از پژوهشگران در دانشگاه اوساکا در ژاپن و دانشگاه دیپونگورو در اندونزی تصمیم گرفتند سوسری‌های سایبورگ را بیازمایند.
اندیشه‌ی آنها این بود که بهترین ویژگی‌های هر دو جهان فناوری و ارگانیک را ترکیب کنند: کالبد زنده‌ی سوسری، که در طی میلیون‌ها سال تکامل یافته تا بتواند از میان فضاهای کوچک و محیط‌های خشن عبور کند، و فناوری‌های نوین که با چند تحریک الکترونیکی از یک کوله‌پشتی پیشرفته، آن را به سوی هدفی که انسان تعیین کرده هدایت می‌کند.
«ساخت یک ربات کارآمد در ابعاد کوچک چالش‌برانگیز است؛ ما می‌خواستیم این دشواری را با ساده‌نگاه‌داشتن کار دور بزنیم.»
محمد اَریانتو، مهندس مکانیک از دانشگاه دیپونگورو، در این باره می‌گوید:
«با افزودن دستگاه‌های الکترونیکی به حشرات، می‌توانیم از پیچیدگی‌های مهندسی رباتیک بپرهیزیم و روی دستیابی به هدف خود تمرکز کنیم.»
راستش را بخواهیم، حتی پیشرفته‌ترین ربات‌ها هم هنوز در حرکت چندان روان نیستند. حرکات جانوران به اندازه‌ای پیچیده است که بهترین ماشین‌های خودکار ما هنوز هم درکش نکرده‌اند.
این موضوع به‌ویژه زمانی آشکار می‌شود که صحبت از حرکت در راستای عمودی باشد: همان‌طور که هواداران سریال دکتر هو می‌دانند، بسیاری از ربات‌ها با یک راه‌پله‌ی ساده از کار می‌افتند. اما یک سوسری می‌تواند از دیوارها بالا برود، از لوله‌ها عبور کند، و حتی در شرایط کم‌اکسیژن هم زنده بماند.
به جای ساختن یک ربات از صفر، گروه پژوهشی بررسی کردند که آیا می‌توان سوسری‌های هیس‌زن ماداگاسکار (Gromphadorhina portentosa) را به حسگرهایی مجهز کرد که جنبش، موانع، نم، دما و دیگر داده‌ها را شناسایی کنند. همچنین، الکترودهایی روی شاخک‌ها و بدن آنها کار گذاشته شد تا از آنها برای هدایت سوسری بهره گرفته شود.
این مجموعه‌ی کامل، سامانه‌ی پیمایش زیستی-ترکیبی بر پایه‌ی رفتار (BIOBBN) نامیده می‌شود و بر پایه‌ی برنامه‌ریزی رسیدن و پرهیز طراحی شده است؛ به این معنا که هدف آن رسیدن به یک جایگاه تعیین‌شده است، در حالی که در مسیر خود از موانع دوری کند یا آنها را پشت سر بگذارد.
این سامانه از دو روش پیمایش بهره می‌برد:
۱. یک روش ساده که به کوله‌پشتی الکترونیکی سنگین‌تر نیاز دارد.
۲. روشی پیچیده‌تر برای عبور از زمین‌های دشوار که به دستگاهی کوچک‌تر و سبک‌تر نیاز دارد.
پژوهشگران، این سوسری‌های تغییر‌یافته را در یک میدان آزمایشی که پر از شن، سنگ، و چوب بود، آزمودند. فرمان‌های هدایت به‌گونه‌ای تنظیم شد که سوسری سایبورگ بتواند به هدف برسد، اما در بیشتر موارد، خود سوسری مسیرش را پیدا می‌کرد و با برخورد به موانع، یا از روی آنها می‌گذشت یا از راه دیگری حرکت می‌کرد.
نویسندگان پژوهش می‌گویند:
«این الگوریتم، از رفتارهای طبیعی سوسری‌ها، مانند دنبال‌کردن دیوارها و بالا رفتن، برای عبور از موانع بهره می‌برد.»
«در آزمایش دوم، که محیطی چالش‌برانگیزتر داشت، سوسری‌ها به دلیل افزایش موانع، زمان بیشتری برای رسیدن به هدف نیاز داشتند.»
پژوهشگران امید دارند که این سوسری-ربات‌ها بتوانند برای بازرسی ویرانه‌های خطرناک بر جای‌مانده از جنگ یا بلایای طبیعی، شناسایی بازماندگان و کمک به نیروهای نجات به کار گرفته شوند. آنها می‌توانند داده‌هایی از جاهایی بفرستند که انسان‌ها توان ورود به آن را ندارند: لوله‌های باریک ساختمان‌ها، تونل‌های ژرف زیرزمینی، و مکان‌های فرهنگی حساس.
البته، کاربرد دیگر آنها که کمتر خوشایند است، نظارت و جاسوسی است، و همین نکته، بسیاری را نگران می‌کند.
کیسوکه موری‌شیما، کارشناس رباتیک از دانشگاه اوساکا، می‌گوید:
«من باور دارم که حشرات سایبورگ ما می‌توانند با انرژی و تلاش کمتری نسبت به ربات‌های کاملاً مکانیکی، وظایفشان را انجام دهند.»
«سامانه‌ی پیمایش زیستی-ترکیبی خودکار ما، بر چالش‌هایی غلبه می‌کند که همواره سد راه ربات‌ها بوده‌اند، مانند توانایی برخاستن پس از افتادن. این همان چیزی است که برای ورود از آزمایشگاه به دنیای واقعی نیاز داریم.»
البته، هنوز روشن نیست که سوسری‌ها درباره‌ی این ماجرا چه احساسی دارند!
🪳 Soft Robotics
🚀 @ofoghroydadd