دانشمندان اروپایی روباتهایی طراحی کرده اند که در سیستم ارتباطی و سخت افزار آن از الگوی رفتاری حیوانات الهام گرفته شده است.
محققان اروپایی روباتهای ماهی نما طراحی کرده اند که قادرند زیر آب با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. در طراحی این روباتها از بیومیمتیک، یعنی تقلید از رفتار حیوانات الهام گرفته شده است. این روباتها اطلاعاتی را جمع آوری و به سطح آب می فرستد که برای ارزیابی و حفاظت از محیط زیست تالابهای ونیز به کار می آید.
دانشمندان طرحی تحقیقاتی در اروپا یک روبات ماهی نما، یک روبات صدف نما و روباتی شبیه نیلوفر دریایی طراحی کرده اند که می توانند زیر آب با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اطلاعات را رد و بدل کنند.
این سه روبات وجه اشتراک دیگری هم دارند: سیستم ارتباطی و سخت افزار آنها با الهام از عناصر طبیعت طراحی شده است.
طراحی این روباتهای زیر آبی در قالب طرحی اروپایی موسوم به «سابکولترون» انجام می شود. هدف «سابکولترون» این است که انبوه روباتها بتوانند طولانی مدت، زیر آب بطور مستقل عمل کنند.
Full view of the aFish robot prototype.
subCULTron</a> <a href="https://twitter.com/artlifegraz?ref_src=twsrc%5Etfw">artlifegrazpic.twitter.com/cPadbyVdOj— supergoof (@thomasschmickl) September 22, 2017
طراحی روبات بر اساس الگوی خودسازماندهی حیوانات اجتماعی در طبیعت
هدف محققان اروپایی این بوده که گروه روباتهای قوی و انعطاف پذیری طراحی کنند. بطوریکه این روباتها قادر باشند خود را سازماندهی کنند. این روباتها براساس دانش موسوم به «بیومیمیتیک» ( زیست تقلید) طراحی شده اند. به این معنی که در سیستم ارتباطی و سخت افزارهای آنها از الگوی رفتاری حیوانات اجتماعی الهام گرفته شده است.
آلکساندر کامپو، متخصص علوم کامپیوتر از دانشگاه آزاد بروکسل که با این طرح همکاری می کند، می گوید: «در آزمایشگاه رفتارحیوانات اجتماعی را مورد مطالعه قرار می دهیم و سازمانی را که در قلمرو، این حیوانات تشکیل می شود، بررسی کنیم. این تشکیلات فقط بر اساس سلسله مراتب شکل نمی گیرد، بلکه برخی از حیوانات قادرند با هم ارتباط برقرار کنند که به آن «خود سازماندهی» می گوییم. در وهله اول سعی می کنیم الگوی رفتارهای اجتماعی در طبیعت را درک کنیم و سپس با ساخت مدلهایی مبتنی بر معادلات ریاضی این الگوهای رفتاری را در روباتها بازسازی می کنیم.»
We have joy, we have fun, we are coding in the sun.
subCULTron</a> <a href="https://t.co/qUraGlVgoa">pic.twitter.com/qUraGlVgoa</a></p>— subCULTron (subCULTron) September 13, 2017
برقراری ارتباط از طریق حس ششم الکتریکی
این روباتها قادرند اطلاعات را زیر آب جمع و آوری و به سطح آب بفرستند. اما این سه روبات زیر آبی چگونه کار می کنند؟ تا چه حد می توانند زیر آب با هم ارتباط برقرار کنند؟
چالش اصلی دانشمندان در این طرح، سیستمهای ارتباطی است چون زیر آب اینترنت بدون سیم و فناوری «جی پی اس» کار نمی کند. البته مسئول هماهنگ کننده این طرح می گوید، چالشهای دیگری هم هست:
توماس اشمیکل، زیست شناس از دانشگاه گراتس در اتریش که مسئول هماهنگ کننده این طرح هم هست درباره اینکه روباتها برای ارتباط در زیر آب از چه فناوری استفاده می کنند، می گوید: «برای برقراری ارتباط، خودمان فناوریهایی طراحی کرده و ساخته ایم. برای مثال در این روبات صدف نما حسی به وجود آورده ایم که در برخی از ماهیهای افریقا و امریکای جنوبی، در اثر تکامل به وجود آمده است. این حس می تواند میدان های الکتریکی در طبیعت را تشخیص دهد.روبات های ما هم می توانند با ایجاد میدان الکتریکی در آبهای متلاطم و نیز با یکدیگر ارتباط برقرار و محیط را رصد کنند و نسبت به تغییرات محیط زیر آب واکنش نشان دهند.»
انرژی روباتها زیر آب چگونه تامین می شود؟
این روباتها را می توان طوری برنامه ریزی کرد که ساعت ها تا ماه ها زیر آب مستقل عمل کنند. بنابراین دانشمندان باید راههایی خلاقانه پیدا می کردند تا روباتها بتوانند انرژی مورد نیاز خود را زیر آب تأمین کنند.
چزاره استفانینی، مهندس مکاترونیک از انستیتو تحقیقات پیشرفته زیست روباتها موسوم به «سانتانا» در ایتالیا می گوید برای تامین انرژی روباتها باید از روشهایی استفاده می کردند که منجر به زنگ زدگی یا نشت آب در داخل روبات نشود. او می افزاید: « این روباتها وقتی از زیر آب بیرون می آیند، قادرند با نزدیک شدن به یک کشتی یا یک ایستگاه انرژی، به روش القایی و بدون نیاز به کابل شارژ شوند. به این ترتیب می توان انرژی روبات را تامین کرد بدون اینکه نیاز باشد در آن را باز کنیم ، یا کارهایی دیگر که منجر به زنگ زدگی یا نشت آب می شود.»
Autonomous #robots monitoring water quality in the canals of #Venice. Meet EU-supported
subCULTron</a> project <a href="https://t.co/euVH1Lrkdb">https://t.co/euVH1Lrkdb</a> <a href="https://twitter.com/hashtag/H2020?src=hash&ref_src=twsrc%5Etfw">#H2020</a> <a href="https://t.co/KPp8sqolwi">pic.twitter.com/KPp8sqolwi</a></p>— DigitalSingleMarket (DSMeu) September 11, 2017
مدیریت محیط زیست
حسگرهایی که در این روباتها تعبیه شده، قادرند گیاهان و جانواران زیر آب و همچنین تاثیر فعالیتهای صنعتی و گردشگری بر اکوسیستم پیچیده و شکننده زیر تالابهای ونیز را زیر نظر بگیرند.
پیرپائولو ککامپوسترینی، مهندس برق و مدیر موسسه «کورلیا» که با این طرح همکاری می کند می گوید: «مثلا روبات ما می تواند مدتی روی بستر دریا بماند و به محض اینکه حس کند فشار آب در اثر عبور قایق تغییر کرده است فعال شود. پس از آن می تواند به دقت ارتفاع موجی را که قایق ایجاد کرده است اندازه بگیرد. این اندازه گیری برای فهم تأثیر عبور قایق ها بر محیط زیست، بسیار مفید است. بر اساس این اطلاعات می توان مثلاً با تعیین حداکثر سرعت مجاز و ایجاد محدودیت های ترافیکی، مدیریت محیط زیست را دقیقتر کرد.»