|
حرکت روبات ها با استفاده از کپک خزنده خلق پلیس روباتیک
براى نخستین بار سیگنال هایى که یک سلول زنده آنها را تولید مى کند منجر به جنبش و حرکت در یک روبات شش پا شده است. این موضوع توسط «سوچیرو تسودا» و «یوکیو پگیو گونجى» از دانشگاه «کوب» ژاپن و «کلاوس پیتر زانر» از دانشگاه ساتهمپتن انگلستان گزارش شد.
در درازمدت پیوند سلول ها و ماشین ها به نسل جدیدى از روبات هاى دورگه قابل انعطاف منجر خواهد شد که مى توانند خود را با شرایط غیرقابل پیش بینى در محیط هاى پیچیده مطابقت دهند. برنامه ریزى یک رایانه براى سازگارى با محیط هاى پیچیده عملى بسیار دشوار است اما این توانایى در هر سلول زنده مشاهده مى شود.
«اندرو آداماتسکى»، پروفسور محاسبات رایانه اى غیرمتعارف از دانشگاه «وست» انگلستان و سردبیر روزنامه بین المللى «محاسبات رایانه اى غیرمتعارف» مى گوید: «فکر مى کنم که زانر و گونجى اولین قدم براى خلق یک پلیس روباتیک را برداشته اند.» آداماتسکى در این تحقیق شرکت ندارد.
ارگانیسم مورد استفاده توسط این پژوهشگران یک تک سلولى به نام Physarum polycephalum است. این ارگانیسم یک کپک خزنده است که کلنى آن مى تواند به قطر چند متر رشد کند.
در طبیعت، کپک ها در محل هاى تاریک و مرطوب رشد مى کنند. اگر کپک در معرض نور خورشید و یا برخى محرک هاى دافعه دیگر قرار گیرد با حرکتى آمیب گونه به نزدیک ترین محل مرطوب و سایه دار حرکت مى کند.
این رفتار با نوسانات ضخامت درون سلول مربوط است. براى مثال، زمانى که بخشى از سلول یک وضعیت و شرایط مطبوع مانند رطوبت و گرما را احساس مى کند با سرعت بیشترى نوسان مى کند. اگر بخشى از سلول شرایطى نامطبوع مانند نور را احساس کند به آهستگى نوسان مى کند.
گروه پژوهشگران این نوسانات را شکار کرده و سپس آنها را تبدیل به حرکت در روبات کردند.
نخست، پژوهشگران این سلول را در ظرف پترى دیش کشت دادند به گونه اى که شکلى شبیه ستاره شش پره را به خود گرفت. هر کدام از این پره ها با یک پاى روبات ارتباط داده شد. آنها سپس ظرف را روى یک میز شفاف قرار دادند.
پژوهشگران در زیر این میز یک چشمه نور نارنجى تعبیه کردند. کپک خزنده نسبت به این رنگ واکنش نشان نمى دهد. در بالاى میز یک دوربین دیجیتال و یک پروژکتور قرار داده شد که با نور سفید چشمک مى زد. کپک از نور سفید خوشش نمى آید.
دانشمندان با استفاده از پروژکتور الگویى از نور سفید را بر روى پره هاى مختلف کپک افشاندند. این نور با ایجاد نوساناتى در کپک، باعث شد که کپک در برخى قسمت ها ضخیم تر و در برخى قسمت ها نازک تر شود.
دوربین دیجیتالى با تصویربردارى از سطح درخشندگى نور نارنجى که از زیر کپک به سمت بالا مى درخشید سیگنال (تغییر ضخامت) را شکار و ضبط مى کرد.
یک رایانه الگوهاى نوسانات را به حرکت جنبشى در روبات تبدیل مى کرد.
«تسودا» که عضو این گروه تحقیقاتى است و در حال فعالیت براى دریافت درجه دکترا از بخش علوم و فناورى دانشگاه «کوب» است، مى گوید: «ما مشخص کردیم که اگر نوع الگوهاى نوسانى را که ما در سلول کپک خزنده ردگیرى مى کنیم در پاهاى روبات به کار ببندیم قادر خواهیم بود حرکات روباتیک مختلفى ایجاد کنیم. این حرکات شامل حرکت در مسیر مستقیم و تغییر تصادفى در مسیر حرکت است.»
براى مثال، سیگنال هایى که یکى پس از دیگرى در جهت عقربه هاى ساعت به اوج مى رسیدند منجر به چرخش روبات مى شدند و سیگنال هایى که از دو پره مخالف و به صورت متناوب اوج مى گرفتند حرکت در مسیر مستقیم را باعث مى شدند.
به گفته پژوهشگران، سلول کپک مزیت مضاعف «خودترمیمى» را نیز داراست. اگر قسمتى از پره قطع شود سلول در محل بریدگى رشد مجدد مى کند. این سلول مانند تمامى ارگانیسم هاى زنده مکانیسم ترمیم طبیعى را در DNA خود دارد.
«آداماتسکى» مى گوید: «مشکلى که در این نتایج دیده مى شود این است که طى این پژوهش، کپک خزنده بر روى روبات سوار نبود و روى آن قرار نداشت. این موضوع مانند آن است که ما راننده یک خودرو را در خانه قرار دهیم و به او اجازه دهیم که خودرو را از راه دور در شاهراه کنترل کند بدون آنکه بداند بر روى جاده چه مى گذرد.»
به گفته «تسودا»: «اینکه آیا این فناورى بخشى جدایى ناپذیر از کنترل روبات خواهد شد و یا اینکه از آن فقط به عنوان وسیله اى پژوهشى استفاده شود مى باید مشخص و تعیین شود.»
|
:جستجو