روباتهایی برگرفته از طبیعت

در نیروی دریایی آمریکا نگاه ویژه ای به طراحی و ساخت روباتها با الهام گرفتن از طبیعت وجود دارد. یکی از این پروژه ها MeRLIn نام دارد که ساختار اصلی آن دسته کمی از یک سنجاب ندارد. اما این روبات تنها یکی از محصولات ساخت دست بشر با نگاه به طبیعت است. واقعیت این است که طبیعت و امپراطوری عظیم جانوری آن می تواند الهام بخش چشمگیری برای دانشمندان عرصه روباتیکی باشد. به باور دانشمندان این مجموعه بزرگ از حیث حس کردن هوشمندانه محیط اطراف و حرکات مؤثر قابل توجه بوده و می توان در ساخت سیستمهای روباتیکی و بحث تأمین نیروی مورد نیازشان از آنها الگوبرداری نمود. اینکه بتوان از حرکات خاص کانگروها به درستی الگوبرداری کرده و تعادلی منطقی میان نیروی صرف شده و حرکات تولید شده برقرار کرد مثال بارز مهمی در این زمینه است. تاندونها در ماهیچه های مخصوص این جانور انرژی مورد نیاز پرش را در حد فاصل هر جهش بزرگ ذخیره سازی می کنند و این یعنی جانور به راحتی می تواند انرژی مورد نیاز برای طی کردن مسافتهای طولانی را تأمین کند.

امروزه زیست شناسی و الهام گرفتن از طبیعت وحشی در پشت پرده توسعه فناوریهای جدید قرار دارد. در دانشگاههای معتبر جهان ساختارهای روباتیکی جالب توجهی پا به عرصه وجود می گذارند که نگاه به طبیعت و پیچیدگیهای آن به خوبی در این ساختارها نمود پیدا کرده است. روبات Salto در دانشگاه برکلی آمریکا که با با الهام از نوعی جانور بومی آفریقا ساخته شده و یا روبات mantabot در دانشگاه ویرجینیا از جمله این تلاشها به شمار می آیند.

حالا این پرسش مطرح می شود که اصولا چرا برای ساخت این روباتها به طبیعت رجوع می کنیم؟ تحقیقات وسیع و تجربه ارزشمندی که در گذر زمان به دست آمده نشان می دهند در مواردی که توانایی بشر به دلیل محدودیتهای مختلف، مانع از پیشرفت از آن می شود این روباتهای برگرفته از طبیعت هستند که با بهره وری حرکتی چشمگیر می توانند این نقصان را کاهش دهند. از ریز حشرات گرفته تا ماهی هایی که در اعماق آب زندگی می کنند و حتی میکروبها (برخی سلولهای سوختی با تکیه بر فعل و انفعالات شیمیایی تولید می شوند) طبیعت راههای مؤثری برای غلبه بر چالشها و ناتوانمندیهای بشر پیش روی محققان قرار داده است. جانوران طی میلیونها سال روند تکاملی خود را طی کرده و حالا در زندگی کردن به موجوداتی متبحر تبدیل شده اند. آنها در زمینه پرواز، شنا و حرکت روی خشکی عمکلرد بی نقصی دارند و البته ممکن است توانایی های دیگری هم داشته باشند که ما هنوز موفق  به کشف آنها نشده ایم.

سیستمهای مکانیکی که با تکیه بر توانمندیهای جانوران ساخته می شوند تنها یک الگوبرداری صرف نیستند بلکه قرار است این قابلیتها را به نوعی تبدیل کرده و قابل استفاده برای بشر در عرصه های مختلف زندگی درآورند. در حال حاضر دانشمندانی که در زمینه های مختلف فنی تبحر دارند به این مرحله از توانمندی رسیده اند که قطعاتی با حرکات بهتر، پردازشگرهایی با سطح پردازش به مراتب بهتر از قبل و حسگرهایی مؤثرتر از نسخه های ابتدایی ترشان تولید کنند. اما اینکه چگونه بتوان آنها را در یک سیستم واحد و در کنار هم به کار گرفت خود یک چالش اساسی به نظر می رسد که ساختار جانوران می تواند راهگشای دانشمندان در حل این مشکل باشد.

محققانی که در آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا کار می کنند تلاش می کنند روباتهایی بسازند که چابکتر، کم سر و صداتر و در عین حال کوچکتر باشند. آنها به این نکته فکر می کنند که حضور نیروهای انسانی جهت آماده سازی روباتها را به حداقل برسانند. اما باید قبول کرد ساخت روباتی همچون MeRLIn آنقدر ساده نیست که فکر کنیم ابعاد روباتی را کوچکتر از قبل کرده که بتوان آن را به راحتی در کوله یک سرباز جای داد.

الگوبرداری از طبیعت برای ساخت روباتها به شکل گیری ارتباطات جدیدی در دنیای علوم نوین منجر شده است. از این رو مهندسان عرصه روباتیک چاره ای ندارند جز اینکه با همتایانشان در علم زیست شناسی در ارتباط باشند. در واقع مهندسان عرصه روباتیک برای آنکه درک روشنتری از عملکرد ماهیچه ها و سایر اندامهای تشکیل دهنده ساختار جانوران به دست آورند باید از نظرات زیست شناسان هم مطلع شوند.

چنین نگرشی در سالهای اخیر با اقبال چشمگیری از سوی سرمایه گذاران هم روبرو بوده است تا جایی که شمار چشمگیری از شرکتهای خصوصی وارد این عرصه شده اند. به عنوان مثال شرکت Boston Engineering کارهای نهایی ساخت انبوه روباتی موسوم به BioSwimmer را نهایی می کند. این روبات قابلیتهای قابلیتهای چشمگیری در بازرسیهای زیرآبی دارد. در ساخت این روبات الهام گرفتن از ماهی تن به شیوه ای مؤثر صورت گرفته است.

برای دسترسی به جدیدترین شماره مجله PC Magazine فایل پیوست را ملاحظه فرمائید.

 

مترجم: مهدی پیرگزی

 

 

No tags for this post.