برگزیده طبیعت و محیط زیست فناوری

روبات‌های شش پا و رقابت با حشرات

۴۰۹۷x2732
نوشته شده توسط تیم تحریریه علمنا

طبیعت همیشه کارها را بهتر از انسان انجام می‌دهد. تعجبی هم ندارد که اینطور باشد. طبیعت برای شکل گیری پای حشرات یا قوس پیکر یک نهنگ میلیونها سال زمان برای آزمون و خطا داشته است. این موضوع ، سرفصل مهمی از دانش بیونیک Bionics یا همان “خلاقیت‌شناسی طبیعت‌الگو” است که از سامانه‌ها، ساختارها و ساز و کارهای طبیعت و موجودات زنده برای ابداع و اختراع الگو می گیرد. اینک دانشمندان روبات‌های شش پا را با الهام گرفتن از طبیعت به گونه ای طراحی کرده اند که در مقایسه با حشرات ، سریع تر حرکت می کند. پژوهشگران پی برده‌اند گام‌های روبات‌های شش پا هنگام حرکت بر روی سطوح هموار پرشتاب‌تر و کارآمدتر است. روش گام برداشتن حشرات، در روبات‌ها کارایی کمتری دارد، زیرا حشرات پاهای چسبناکی دارند و در سه راستا حرکت می‌کنند. بررسی روش راه رفتن آن‌ها به دانش روباتیک کمک می‌کند و اطلاعات نوینی در اختیار زیست ­شناسان قرار می‌دهد. پاهای مهره‌داران هنگام راه رفتن کمترین برخورد را با زمین دارد. ولی راه رفتن حشرات متفاوت است. این موجودات شش پا با گام‌های سه پایی با شتاب بسیار راه می‌روند. به‌درستی همیشه سه پای آن‌ها روی زمین است، یک پا در یک سوی بدن و دو پا در سوی دیگر. گام برداشتن با سه پا از گذشته الهام‌بخش مهندسان در طراحی روبات‌های شش پا بوده است. دانشمندان دریافته‌اند روشی پرشتاب‌تر برای گام برداشتن روبات‌هایی شش پا بر روی سطوح هموار وجود دارد، البته اگر پاهای آن‌ها مانند پاهای حشرات چسبناک نباشند. اگرچه علت چسبناک بودن پاهای حشرات آن است که بتوانند بر روی دیوارها و سقف‌ها راه بروند. آن‌ها به این نتیجه رسیده‌اند که به جای این الگو، باید گزینه‌های دیگری را بررسی کنند، برای نمونه به‌کارگیری جنبنده تازه‌ای که با دو پا گام برمی‌دارد. آن‌ها به همانندسازی‌های رایانه‌ای و آزمایش روبات‌ها و بررسی مگس سرکه روی آورده‌اند. مگس سرکه در زیست‌شناسی بیش از هر حشره دیگری مورد بررسی قرار گرفته است. پاوان رامزی Pavan Ramdya مدیر گروه پژوهشی می‌گوید: «ما قصد داشتیم به این موضوع پی ببریم که چرا حشرات با سه پا گام برمی‌دارند و دریابیم که آیا این پرشتاب‌ترین راه گام برداشتن در حیوانات و روبات‌های شش پا است.» پژوهشگران دریافتند زمانی حشرات با سه پا گام برمی‌دارند که از سطوح عمودی بالا بروند و پاهای آن‌ها حالت چسبندگی داشته باشد. در مقابل همانندسازی راه رفتن بر روی سطح زمین بدون پاهای چسبناک نمایانگر آن بود که گام دوپایی یعنی زمانی که تنها دو پا بر روی زمین است، پرشتاب‌تر و کارآمدتر است. اگرچه در طبیعت حشرات هرگز این‌گونه راه نمی‌روند.

۵۰۴۵x3364

پاوان رامزی و رابین تاندیاکال

پس‌ازآن پژوهشگران روباتی شش پا ساختند که آماده است هم با دو پا و هم با سه پا راه برود. بار دیگر ثابت شد که گام دو پایی پرشتاب‌تر است. در پایان بررسی‌هایی بر روی حشرات واقعی انجام شد. آن‌ها پاهای حشرات را با مواد پلیمری پوشاندند تا ویژگی چسبناکی آن از میان برود و ماجرا را نگاه کردند. حشرات بی‌درنگ به گام برداشتن با دو پا روی آوردند؛ همانند آنچه در همانندسازی رخ داده بود. رابین تاندیاکال Robin Thandiackal از اعضای گروه پژوهشی می‌گوید: «بر این اساس ثابت شد که حشرات بر خلاف روبات‌ها، خود را با شرایط تازه وفق می‌دهند و راه­های تازه‌ای برای راه رفتن می‌یابند. میان دانش روباتیک و زیست‌شناسی گفتمانی طبیعی برقرار است. بسیاری از سازندگان روبات‌ها از طبیعت الهام می‌گیرند و زیست­ شناسان می‌توانند از روبات‌ها برای دریافت بهتر رفتار حیوانات استفاده کنند.»پیش‌­تر دانشمندان روباتیک از راه رفتن، اوج گرفتن و فرود آمدن حشرات در روبات­های بسیاری الهام گرفته­اند.

درباره نویسنده

تیم تحریریه علمنا

دیدگاه شما چیست