ساخت زنبورهای مصنوعی هوشمند
سیناپرس: چند وقت پیش اعلام شد که مهندسان و پژوهشگران دانشگاه هاروارد نمونه اولیه‌ای از یک پهپاد بالزن در مقیاس حشرات با ماموریت ویژه و کاربردهای امداد و نجات، شناسایی، نقشه‌برداری پژوهش‌های هواشناسی و حتی زنبور داری و کشاورزی (فرایندهایی مثل گرده‌افشانی) به نام روبوبی (روبوزنبور) ساخته‌اند. به تازگی اعلام شده است که این روبات‌ها که از کوچکترین پهپادهای ساخت دست بشر به حساب می‌آیند، قرار است به زودی به مغز مصنوعی الهام گرفته از مغز واقعی زنبور عسل مجهز شوند. همچنین قرار است در آینده نه چندان دور روبوزنبورها حرکات پیچیده‌تری را در حین پرواز انجام دهند و فرود مطمئن‌تری نیز داشته باشد. افزون بر آن قرار است این پهچادها زمان پرواز طولانی‌تری داشته باشند و در فرایند ساخت آنها مواد پیشرفته‌تری در بدنه و تجهیزات به کار گرفته شود.
اندازه یک گیره کاغذی
روبوزنبورهای ساخته شده در دانشگاه هاروارد دارای وزنی کمتر از 80 میلی‌گرم بوده و فاصله نوک یک بال تا نوک بال دیگر آنها حدودا 3 سانتی‌متر است. این روبات‌های پرنده در واقع به اندازه یک گیره کاغذی و کوچکتر از یک سکه بوده و این توانایی را دارند که در هر ثانیه 120 بار بال بزنند.
الهام از طبیعت
منبع ایده روبوبی ها زنبورها و مگس‌های واقعی هستند. زنبورها و مگس‌ها می‌توانند ساعت‌های متمالی پرواز کنند و با استفاده از بال‌ها و مغز خود حین پرواز حرکات آکروباتیک خارق‌العاده انجام دهند. آنها می‌توانند هنگام وزش باد نیز پرواز پایداری داشته باشند. زنبورها و مگس‌ها حین پرواز خیلی خوب بلدند که تعادل خود را حفظ کنند، حتی اگر بار نسبتا سنگینی را بلند کرده باشند.
از ماهیچه مصنوعی تا مغز ساختگی
روبوبی‌ها از ماهیچه‌های مصنوعی برای تکان‌دادن بال‌ها استفاده می‌کنند. این ماهیچه ها با سیگنال‌های الکترونیکی منقبض و منبسط شده و بال‌ها را تکان می‌دهند. در مدارهای الکترونیکی این پهپادهای بسیار ریز از سیم‌های بسیار نازک و سیم‌کشی‌های بسیار طریف استفاده شده است. در آینده قرار است فناوری سلول‌های انرژی بالا برای پرواز تمام خودکار به این پهپادها اضافه شود. طوری که ممکن است این پرنده‌های فوق پیشرفته در تمام فرایند پرواز و انجام ماموریت بتوانند از منابع انرژی مثل نور خورشید بهره ببرند. در حال حاضر این پرنده روباتیک از طریق یک رایانه ثابت زمینی کنترل و هدایت می‌شود ولی در آینده قرار است یک به هوش مصنوعی مجهز شده و یک مغز مصنوعی آنبرد برای پرواز تمام خودکار روی پهپاد نصب شود. این یعنی قرار است به زودی این زنبورهای مصنوعی تنها با یک برنامه‌ریزی اولیه از زمین بلند شده و بدون هدایت و خلبانی بشر از زمین، تمام ماموریت خود را به صورت کاملا اتوماتیک انجام دهند. در ساخت بدنه روبوبی‌ها از فناوری‌های بسیار پیشرفته و ابزارهایی همچون لیزر (برای برش قطعات با ابعاد بسیار کوچک) استفاده شده است.
فرایند هوشمندکردن روبوبی‌ها با هدف شبیه‌سازی مغز زنبور انجام می‌شود تا این روبات‌های مینیاتوری بتوانند ارتباطات عصبی را که حس‌های زنبور عسل را پردازش می‌کنند را شبیه سازی کند. این شبیه‌سازی روبات را قادر می سازد تا بتواند درباره مسائلی مثل جهت حرکت خود تصمیم گیری کند.
با توجه به اینکه مغز زنبور عسل بسیار کوچک است اما دانشمندان اظهار امیدواری کرده اند که بتوانند یک نمونه مصنوعی کامل آن را تولید کرده و در یک روبات پرنده آزمایش کنند. انتظار می رود که این پژوهش کابردهای بیشتری از یک زنبور عسل مصنوعی فراهم کند. چرا که به عنوان مثال نقش زنبورهای عسل واقعی به عنوان گرده افشان برای بسیاری از اکوسیستم‌ها حائز اهمیت است و کاهش جمعیت آنها در سال‌های اخیر موجبات نگرانی دانشمندان را فراهم کرده است.
پروازهای دورانی
به همت پژهشگران آزمایشگاه روبات‌های ریز دانشگاه هاروارد، روبات مینیاتوری روبوبی که قبلا تنها توانایی پرواز عمودی و افقی را داشت، اکنون می تواند به راحتی حرکت‌های دورانی تقریبا پیچیده‌ای را نیز انجام دهد. این ریزپهپاد برای انجام مانورهای دورانی به موتورهای بسیار ریز زیر بال‌های خود مجهز شده است.
درست مثل زنبور واقعی
یک روبوبی کاملا هوشمند می‌تواند بو بکشد، وز وز کند و حتی با زنبورهای عسل ارتباط برقرار کند. زنبورها به برقراری ارتباط از طریق حرکت‌های «دم جنبانی» شهرت دارند؛ در این نوع خاص حرکت، زنبور با پرواز به جلو دم خود را با شدت و سرعت خاصی تکان می‌دهند. اکنون گروهی از پژوهشگران برای زنبور رباتیک برنامه‌ای نوشته‌اند که می تواند حرکت‌های دم جنبانی را شبیه سازی کند. این روبات پرنده با تجهیزات جدید می‌تواند مانند زنبورهای واقعی به دور خود بچرخد، با بال‌هایش صدای وزوز ایجاد کند، رایحه و شهد گلها را جا به جا کرده و حتی با زنبورهای واقعی ارتباط برقرار کند.
پژوهشگران برای برنامه‌ریزی این روبات کوچک از حرکات واقعی صدها زنبور فیلم‌برداری کرده و تصاویر را به نرم افزاری وارد کردند که می‌توانست حرکات زنبور را در جزئیاتی بالا تحلیل کند. نتیجه به دست آمده از این پژوهش یکی از پرجزئیات ترین تشریحاتی بود که تا کنون از حرکات زنبورها انجام شده است.
زندگی با زنبورهای واقعی
در مواردی پیش آمده است که پژوهشگران روبوبی‌ها را برای آزمایش نرم افزاری خود به دشت‌های در خارج از شهر برده شده و آنجا کنار زنبورهای واقعی پرواز داده‌اند.
پژوهشگران از مدت‌ها پیش و قبل از پرواز آزمایشی ربوبی در کنار زنبورهای واقعی، گروهی از زنبورهای عسل واقعی را به گونه‌ای عادت دادند تا از یک منبع غذایی خاص استفاده کنند. پژوهشگران بعد از مدتی این منبع غذایی را مسدود کرده و نگذاشتند تا زنبورهای واقعی از انها استفاده کنند. اتفاقی که افتاد این بود که زنبورهای واقعی در این حالت گشت‌زنی برای غذا را متوقف کرده و در کندوهای خود گرسنه باقی ماندند.
در این حالت دیگر وقت پرواز زنبورهای روباتیک مصنوعی رسیده بود. زنبورهای واقعی با یکی از روبوبی‌ها مواجه شدند. روبوبی ماموریت داشت تا با انجام حرکات ویژه زنبورها را به منبع غذایی دیگری هدایت کند و برای این کار کاملا برنامه‌ریزی شده بود. زنبورهای واقعی که پیش از این منبع غذایی دیگری را نمی‌شناختند، به حرکات روبوبی واکنش نشان داده و کندوی خود را ترک کردند اما باز به جای منبع جدید به سوی منبع قدیمی رفتند. اینگونه بود که دانشمندان دریافتند در حال حاضر به نظر می‌رسد که این روبات تنها می‌تواند زنبورها را به حرکت و جستجو برای یافتن غذاها وادار کند اما هنوز در اعلام آدرس درست ناتوان است.
نکته جالب این بود که زنبورها در برابر روبوبی واکنش دفاعی نداشتند و آن را مانند یک زنبور واقعی پذیرفتند زیرا زنبورها در برابر مزاحمان و بیگانه‌ها با حرکاتی مثل نیش زدن واکنش نشان می‌دهند. زنبورها همیشه نسبت به حرکات دم جنبانی واکنش نشان نمی‌دهند، به جز در مواردی که منبع غذایی فردی آنها به اتمام رسیده باشد.
No tags for this post.
