لماذا يقوم أحد الباحثين ببناء روبوتات تبدو وتتصرف مثل الخفافيش؟

غالبًا ما تتم مهام البحث والإنقاذ في مناطق يصعب على البشر التنقل فيها بسبب الطقس القاسي أو التضاريس الوعرة أو الظروف الخطيرة مثل الدخان أو الغبار.

يريد أحد الباحثين في معهد Worcester Polytechnic (WPI) إرسال روبوتات مستوحاة من الخفافيش في هذه المهام بدلاً من البشر.

قام نيتين سانكيت، الأستاذ في WPI، بتطوير روبوتات طائرة صغيرة مع فريقه يمكن وضعها في كف اليد وتستخدم الموجات فوق الصوتية – تمامًا مثل الخفافيش. تستخدم هذه الروبوتات برنامجًا مدعومًا بالذكاء الاصطناعي لتصفية الضوضاء من إشارات الموجات فوق الصوتية التي تجمعها الأجهزة، مما يسمح لها باكتشاف العوائق ضمن دائرة نصف قطرها مترين.

قال سانكيت لـ TechCrunch: “يتم البحث والإنقاذ سيرًا على الأقدام”. “هناك الكثير من الأشخاص الذين يسيرون على الأقدام حاملين مصابيح يدوية في ظروف قاسية حقًا ويعرضون حياتهم للخطر لإنقاذ الآخرين. كنا نظن أن الطائرات بدون طيار هي الحل لأنها يمكن أن تغطي مساحة كبيرة من الأرض بسرعة كبيرة. ويمكن أن تكون رشيقة وسريعة.”

لطالما كان سانكيت مفتونًا بالروبوتات الجوية والطائرات بدون طيار وكيف يمكن تحديث التكنولوجيا لتلائم مواقف العالم الحقيقي. خلال برنامج الدكتوراه الخاص به، تحداه مستشاره لإنشاء أصغر روبوت ممكن، مما أدى إلى بحثه في أخذ إشارات من علم الأحياء لبناء آلات أصغر.

وقال سانكيت: “كان علينا أن نعيد تصور ما ستكون عليه الطائرة بدون طيار في تلك المرحلة، وهو العودة إلى علم الأحياء، لأن علم الأحياء يفعل هذه الطريقة بشكل أفضل مما نستطيع اليوم”. “كيف يمكن للحشرات أو الطيور القيام بذلك بحسابات محدودة للغاية وأجهزة استشعار غير جيدة؟ عيونهم ليست بهذه الجودة، وأدمغتهم صغيرة حقًا، لكنها لا تزال قادرة على القيام بهذه الأعمال المذهلة للطيران. لذلك بدأنا في النظر في ذلك، وهذا ما أدى إلى إعداد أطروحة الدكتوراه الخاصة بي.”

قام سانكيت ببناء نموذج أولي لخلية نحل آلية مكونة من طائرات صغيرة بدون طيار يمكنها تلقيح الزهور. وعلى الرغم من جهوده، فقد أدرك أن هذا التطبيق ربما كان نجاحًا كبيرًا وبدأ في التفكير في المجالات التي يمكن للروبوتات القائمة على البيولوجيا أن تحدث فرقًا عاجلاً، مما دفعه إلى مشروعه الحالي.

بالنسبة لروبوتات البحث والإنقاذ، كان التحدي الرئيسي هو بناء شيء يحتوي على أجهزة الاستشعار الضرورية وتكنولوجيا الطيران دون جعل الروبوت كبيرًا جدًا، أو مكلفًا، أو مستهلكًا للطاقة.

وقال سانكيت إنهم لجأوا إلى أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية المستخدمة في الحنفيات الأوتوماتيكية لأنها تتطلب طاقة قليلة جدًا. وبينما نجح هذا النهج، أحدثت المراوح التي صنعوها على الروبوتات الكثير من الضوضاء، مما أدى إلى زيادة العبء على قدرة المستشعر على اكتشاف العوائق.

ولحل هذه المشكلة، عادوا إلى الخفافيش.

وقال سانكيت: “تمتلك الخفافيش هذه الأنسجة الخاصة في أنفها وأذنيها وفمها والتي تتغير سمكها وكثافتها بشكل تكيفي لتعديل الطريقة التي تسمع بها وتغرد الصوت”. “لقد كنا مثل، حسنًا، هذا رائع للغاية.” هل يمكننا أن نفعل شيئا من هذا القبيل؟ لقد صممنا هيكلًا مطبوعًا ثلاثي الأبعاد لوضعه أمام الروبوت، والذي يفعل الشيء نفسه بشكل أساسي [functionally, as] “ما يفعله الخفاش هو تغيير شكل الصوت نفسه.”

والآن بعد أن تمكنوا من تشغيل الروبوتات، فإنهم يعملون على مواجهة التحدي التالي: تحسين سرعتهم.

وقال سانكيت: “نحن، كبشر، نحب أن نحاول تقليد الكثير من الأشياء التي يفعلها الدماغ البشري”. “نحن نميل إلى نسيان مدى روعة الحيوانات الأخرى، التي هي أصغر بكثير منا. وخاصة الحشرات والطيور، وهي أصغر بكثير، يمكنها في الواقع القيام بأعمال ملاحية رائعة، والتي أعتقد أننا لا نراها كثيرًا. أعتقد أننا يجب أن نفكر أكثر كعلماء وليس مجرد مهندسين بحتين.”