تقنية وتكنولوجيا

يمكن للروبوت المصمم بـ “عقل الحشرة” أن يتغلب على العوائق بسهولة – TechToday


في عصر الروبوتات المتقدمة بشكل متزايد، خالف أحد الفرق هذا الاتجاه تمامًا، وبدلاً من ذلك وجد الإلهام داخل دماغ بحجم رأس الدبوس لحشرة طائرة صغيرة من أجل بناء روبوت يمكنه تجنب الاصطدامات ببراعة مع القليل جدًا من الجهد ونفقات الطاقة .

إن دماغ الحشرة الصغير هو مصدر غير محتمل للمحاكاة الحيوية، لكن الباحثين من جامعة جرونينجن في هولندا وجامعة بيليفيلد في ألمانيا يعتقدون أنه نظام مثالي لتطبيقه على كيفية تحرك الروبوتات. ذباب الفاكهة (ذبابة الفاكهة سوداء البطن) يمتلك مهارات ملاحية بسيطة بشكل ملحوظ ولكنها فعالة، باستخدام القليل جدًا من القوة العقلية للتنقل بسرعة على طول خطوط مستقيمة غير مرئية، ثم التكيف وفقًا لذلك – الطيران في خط مائل إلى اليسار أو اليمين – لتجنب العوائق.

مع مثل هذا الدماغ الصغير، تمتلك ذبابة الفاكهة موارد حسابية محدودة متاحة لها أثناء الطيران – وهو نموذج بيولوجي، كما يعتقد العلماء، يمكن تكييفه لاستخدامه في “دماغ” الروبوت لتحقيق كفاءة ومنخفضة الطاقة والعوائق. -تجنب الحركة.

قالت الفيزيائية إليزابيتا تشيكا، من جامعة جرونينجن: “مثلما تكون على متن القطار”. “يبدو أن الأشجار القريبة تتحرك بشكل أسرع من المنازل البعيدة. تستخدم الحشرات هذه المعلومات لاستنتاج مدى بعد الأشياء.

وأضافت: “ما نتعلمه من هذا هو: إذا لم يكن لديك ما يكفي من الموارد، فيمكنك تبسيط المشكلة بسلوكك”.

دماغ صغير وملاح عظيم: إن حركة ذباب الفاكهة الموفرة للطاقة تُعلم الروبوتات الجديدة

في أدمغة ذباب الفاكهة، تتم معالجة حركة الأشياء المحيطة من خلال الخلايا العصبية البصرية T4 وT5. وبمساعدة عالم الأحياء العصبية في جامعة بيليفيلد، مارتن إيجلهاف، قام الفريق بمحاكاة النشاط العصبي خوارزميًا في “دماغ” الروبوت الصغير، مما منحه القدرة على معالجة المعلومات الاتجاهية للتحرك بكفاءة وتجنب الاصطدام بأي عوائق في طريقه.

وقال تشيكا: “إن الكثير من الروبوتات لا تهتم بالكفاءة”. “نحن البشر نميل إلى تعلم مهام جديدة عندما نكبر، وفي مجال الروبوتات، ينعكس هذا في الاتجاه الحالي للتعلم الآلي. لكن الحشرات قادرة على الطيران فور ولادتها. والطريقة الفعالة للقيام بذلك موجودة في أدمغتهم.

والنتيجة النهائية هي روبوت صغير الحجم له هدف رئيسي واحد – وهو التوجيه نحو المنطقة بأقل حركة يتم اكتشافها. قام ثوربن شويبي، من جامعة جرونينجن، والذي صمم الأجهزة، بإخضاع الروبوت ذو العجلات لسلسلة من الاختبارات، ووجد أنه يمكن أن يتمركز بين الأشياء، كما يعدل مساره ببراعة لتوجيه نفسه حول العوائق – كما تفعل الحشرة أثناء الطيران.

الروبوت، الذي صنعه الباحث ثوربن شويبي، يتمركز حول نفسه أثناء اختبار الملاحة
الروبوت، الذي صنعه الباحث ثوربن شويبي، يتمركز حول نفسه أثناء اختبار الملاحة

ليوني فون ريستوك/جامعة جرونينجن

قال تشيكا: “النموذج جيد جدًا، وبمجرد إعداده، فإنه سيعمل في جميع أنواع البيئات. هذا هو جمال هذه النتيجة.”

يعتقد الفريق أن هذه هي الدراسة الأولى من نوعها التي تركز على تجنب العوائق، وتأخذ خطوة كبيرة إلى الأمام في تطوير أجهزة الشكل العصبي في الروبوتات. في المستقبل، يمكن استخدام مثل هذه الآلة للتنقل في التضاريس المزدحمة مثل مواقع الكوارث، مع إنتاج طاقة منخفض للغاية، ويمكن تجهيزها بأنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار اعتمادًا على الاستخدام، مثل الرادار للكشف عن الأجسام غير الهيكلية.

قال تشيكا: “لقد طورنا روبوتًا مستوحى من الحشرات”. “إنها تتمتع بقدرات رائعة على السفر في التضاريس الكثيفة، وتجنب الاصطدامات، وعبور الفجوات واختيار الممرات الآمنة. يتم تحقيق هذه القدرات من خلال شبكة عصبية توجه الروبوت نحو مناطق الحركة الواضحة المنخفضة. ويستفيد نظامنا من المعرفة حول معالجة الرؤية وتجنب العوائق في الحشرات.

وقد نشر البحث في المجلة اتصالات الطبيعة.

المصدر: جامعة جرونينجن



اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى