ديسمبر 10, 2022

Taqrir Washington

آخر أخبار المملكة العربية السعودية وعناوين الأخبار العربية. قراءة الصحف السعودية بما في ذلك اقتصاد المملكة العربية السعودية أهم الأخبار والأخبار السعودية العاجلة …

يصنع المهندسون الآليون صراصير سايبورغ وذبابة آلية وغير ذلك

مستوحاة من الحشرات ، يقوم المهندسون الآليون ببناء آلات تساعد في البحث والإنقاذ ، وتلقيح النباتات ، وتنفيس تسرب الغاز.

(Kenjiro Fukuda / Riken Thin-Film Device Lab)

تجد صراصير سايبورغ ناجين من الزلزال. “ذبابة آلية” تستنشق تسرب الغاز. حشرات البرق تطير لتلقيح المزارع في الفضاء.

هذه ليست مجرد كلمات طنانة ، لقد أصبحت حقيقة واقعة.

يتطلع مهندسو الروبوتات إلى عالم الحشرات للإلهام. يقوم البعض ببناء مستشعرات مطبوعة ثلاثية الأبعاد على صراصير مدغشقر الحية ، في حين أن البعض الآخر مستوحى من الطريقة التي تتحرك بها الحشرات وتطير لإنشاء حشرات آلية كاملة.

الروبوتات الثقيلة محدودة فيما يمكنها القيام به. سيؤدي إنشاء روبوتات أصغر وأكثر رشاقة ، على غرار طريقة تحرك الحشرات وأفعالها ، إلى توسيع قدرات الروبوتات بشكل كبير.

قال كيفن تشين ، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “إذا فكرنا في أنشطة الحشرات التي لا تستطيع الحيوانات القيام بها ، فإن ذلك يجعلنا نفكر فيما يمكن أن تفعله الروبوتات الصغيرة بحجم الحشرات ، وما يمكن أن تفعله الروبوتات الكبيرة”. . “

تقوم Google بتدريب الروبوتات الخاصة بها لتكون شبيهة بالبشر

معظم التطورات في مرحلة البحث ، سنوات من التسويق. لكنها تقدم حلولًا مثيرة لمجموعة متنوعة من الصناعات ، بما في ذلك الاستجابة للطوارئ والزراعة والطاقة.

قال الخبراء إن البحث يزداد سرعته لعدة أسباب. أصبحت المستشعرات الإلكترونية أصغر حجمًا وأفضل بفضل أبحاث الساعة الذكية. تحسنت تقنيات التصنيع ، مما جعل من السهل إنتاج أجزاء أصغر. كما تتحسن تكنولوجيا البطاريات الأصغر.

لكن هناك العديد من التحديات. لا تستطيع الروبوتات الأصغر نسخ عبء عمل روبوت أكبر. على الرغم من تحسن البطاريات ، يجب أن تكون أصغر حجمًا وأكثر قوة. يجب أن تصبح الأجزاء المصغرة التي تسمى المشغلات التي تحول الطاقة إلى حركة روبوتية أكثر كفاءة. يجب أن تكون المستشعرات أخف وزنا.

READ  حصلت على نواة مجانية للاعبين PS4

سوير ب ، الأستاذ المساعد الذي يدير مختبر الروبوتات الذاتية للحشرات في جامعة واشنطن. قال فولر: “نبدأ بالنظر في كيفية قيام الحشرات بحل هذه المشاكل ، ونحن نحقق تقدمًا كبيرًا. لكن هناك الكثير من الأشياء … لم نقم بذلك بعد”.

قال الباحثون إن غالبية أبحاث الروبوتات الحشرية يمكن تقسيمها إلى مناطق قليلة. يقوم بعض العلماء ببناء روبوتات كاملة لتقليد حركة وحجم الحشرات الحقيقية ، مثل النحل وحشرات البرق. وضع آخرون الإلكترونيات على الحشرات الحية للسيطرة عليها ، مما أدى بشكل أساسي إلى إنشاء سايبورغ (كائنات ذات جوانب عضوية وميكانيكية). بينما يقوم البعض بتجربة أنواع هجينة – دمج أجزاء من حشرة حية ، مثل الهوائيات ، مع روبوت ميكانيكي.

بدأ المهندسون الآليون في البحث عن الحشرات للحصول على الإلهام منذ حوالي 10 إلى 15 عامًا. في ذلك الوقت ، كان عدد قليل من المعامل البحثية يدرسها. قال تشين: “قبل عشر سنوات ، كنت أعتقد بصراحة أن الأمر أشبه بالخيال العلمي”.

ولكن على مر السنين ، مع تقدم التكنولوجيا ، انطلق المزيد من الباحثين في الفضاء. وأضاف تشين أن الكثير من العمل مدفوع بتطوير ألياف الكربون والليزر ، والتي يمكن أن تخلق “سمات دقيقة للغاية وهياكل معقدة” على نطاق صغير.

تحسنت المستشعرات الإلكترونية أيضًا حيث حفزت الهواتف الذكية والساعات الذكية البحث في مكونات إلكترونية أصغر.

قال تشين: “إذا فكرت في هاتفك الذكي ، فهناك العديد من أجهزة الاستشعار بداخله”. “يمكنك في الواقع استخدام العديد من هذه المستشعرات أو وضع تلك المستشعرات على روبوتات صغيرة الحجم.”

(فيديو: Kenjiro Fukuda / Rigan Thin-Film Device Lab)

يقود كينجيرو فوكودا ، الباحث في معهد ريكان الياباني للأجهزة ذات الأغشية الرقيقة ، فريقًا يقوم بإرفاق مستشعرات مطبوعة ثلاثية الأبعاد لتعيش صراصير مدغشقر. تعمل المستشعرات مثل حقيبة صغيرة مزودة بألواح شمسية للطاقة ؛ مستشعر ذو أسنان زرقاء للتحكم عن بعد وأجهزة كمبيوتر خاصة تتصل ببطن الصرصور وترسل صدمات صغيرة لتحريكها يمينًا أو يسارًا.

READ  يتقاعد Microsoft Office بعد 30 عامًا. هنا Microsoft 365

يتصور فوكودا أن هذه الصراصير السايبورغ تساعد في حالات الطوارئ مثل الزلازل. وقال إن الناجين قد يكونون محاصرين تحت الأنقاض ويصعب رصدهم بالعين المجردة.

يمكن التحكم في الصراصير عن بعد وتحويلها إلى أنقاض باستخدام أجهزة استشعار وثاني أكسيد الكربون وكاميرات على ظهورها للمساعدة في تحديد مكان الأشخاص الذين يتعين إنقاذهم.

قال فوكودا: “لا يستطيع الرجال الكبار دخول الأنقاض”. “الحشرات الصغيرة أو الروبوتات الصغيرة تستطيع ذلك.”

قال فوكودا إن هذا النهج يمكن تطبيقه أيضًا على الحشرات الأخرى ذات الأصداف الكبيرة ، مثل الخنافس والزيز. ولكن يجب إجراء العديد من التحسينات على تصميم البطارية ومقدار الطاقة التي تستخدمها الأجزاء قبل استخدام هذا الحل في الحياة الواقعية ، على حد قوله.

عندما يتعلق الأمر بحشرات سايبورغ ، فليس الجميع متحمس. قال جيف سيبو ، أستاذ أخلاقيات علم الأحياء للحيوان في جامعة نيويورك ، إنه قلق من شعور الحشرات الحية التي يتحكم بها البشر عندما تحمل التكنولوجيا الثقيلة. ما إذا كانوا يشعرون بالألم أو الضيق غير واضح ، لكن هذا لا يعني أنه يجب على البشر تجاهله.

وقال: “نحن لا نتشدق حتى برفاهيتهم أو حقوقهم”. “لم نفكر حتى في الاقتراحات الخاصة بوضع قوانين أو سياسات أو مجالس مراجعة حتى نتمكن من محاولة بلا فتور تقليل الضرر الذي نفرضه عليهم.”

يخلق تشين روبوتات حشرة البرق الطائرة. هذه آلات آلية بالكامل تحاكي الطريقة التي تتحرك بها الحشرات وتتفاعل وتطير.

مستوحى من الطريقة التي تضيء بها حشرات البرق في الحياة الواقعية وتستخدم اللمعان الكهربائي للتواصل ، ابتكر فريق تشين عضلات اصطناعية طرية ناعمة تتحكم في الأجنحة الآلية وتنبعث منها الضوء الملون أثناء الطيران.

وقال تشين إن هذا سيمكن أسراب هذه الروبوتات من التواصل مع بعضها البعض ويمكن استخدامها لتلقيح المحاصيل في المزارع العمودية أو في الفضاء.

READ  ملفات تعريف متساوية كبيرة الحجم لجهاز Galaxy Tab S8 Ultra من سامسونج مقاس 14 بوصة

“إذا كنت أرغب في زراعة المحاصيل في الفضاء ، [I want] قال “التلقيح”. “في هذه الحالة ، سيكون الروبوت الطائر أكثر ملاءمة من إرسال النحل.”

قال فولر إنه يراقب الحشرات أثناء بناء روبوتات صغيرة لأنه أفضل من الاعتماد على خياله. قال: “ترى حشرات تقوم بأشياء مجنونة لا يمكنك فعلها على النطاق البشري”. “نحن نبحث في كيفية قيام الحشرات بذلك.”

(فيديو: مات ستون / جامعة واشنطن)

(فيديو: جامعة واشنطن)

يعمل فريق فولر على ذبابة الروبوت. مثل صراصير سايبورغ ، يمكن استخدام الذباب في مهام البحث والإنقاذ. تحقق من وجود تسربات كيميائية في الهواء أو شقوق في البنية التحتية للأنابيب يمكن أن تنطلق.

قال: “تفتح حقيبة سفر ويطير هذا الروبوت الصغير حوله”. “بعد ذلك ، بمجرد أن تعرف مكان التسرب ، يمكنك سدّه.”

قال فولر إنه يوافق على أن الروبوتات الخاصة به أمامها طريق طويل قبل أن تتمكن من القيام بذلك. قد يكون من الصعب تصغير جميع أجهزة الاستشعار وحزم الطاقة والمكونات المطلوبة للروبوتات لنقل البيانات ونقلها إلى الفرق. يعد إنشاء بطاريات صغيرة لكنها قوية بما يكفي لتوفير الطاقة اللازمة للعمليات الروبوتية تحديًا شاقًا. يتطلب تثبيت الروبوتات التي ترفرف بأجنحتها وتطير ولكنها تحمل أجهزة استشعار الكثير من أبحاث التصميم.

رغم الصعوباتو وقال إن العلماء يعملون على أخذ أجزاء من حشرة حية ، مثل هوائيات العثة ، وربطها بإنسان آلي يمكنه في يوم من الأيام قراءة البيانات منه. وقال إن هذا النظام الهجين سيكون المكان المناسب للباحثين في مجال الروبوتات الحشرية.

وأضاف فولر “أعتقد أن هذا هو السبيل للذهاب”. “خذ أجزاء البيولوجيا التي تعمل بشكل جيد وقم بالباقي آليًا.”