تعتبر روبوتات البحث والإنقاذ المستوحاة من الخفافيش ابتكارًا حديثًا يهدف إلى تحسين فعالية عمليات الإنقاذ في الظروف القاسية.
لماذا يقوم باحث ببناء روبوتات تشبه وتتصرف مثل الخفافيش
تحدث مهام البحث والإنقاذ غالبًا في مناطق يصعب على البشر التنقل فيها بسبب الظروف الجوية القاسية، أو التضاريس الوعرة، أو الظروف الخطرة مثل الدخان أو الغبار.
يرغب باحث في معهد وورسيتر بوليتكنيك (WPI) في إرسال روبوتات مستوحاة من الخفافيش في هذه المهام بدلاً من البشر.
تكنولوجيا الروبوتات المستوحاة من الخفافيش
طور نيتين ج. سانكيت، أستاذ في WPI، روبوتات طائرة صغيرة مع فريقه تناسب راحة اليد وتستخدم الموجات فوق الصوتية – تمامًا مثل الخفافيش. تستخدم هذه الروبوتات برامج مدعومة بالذكاء الاصطناعي لتصفية الضوضاء من إشارات الموجات فوق الصوتية التي تجمعها، مما يسمح لها برؤية العقبات ضمن نطاق مترين.
قال سانكيت لـ TechCrunch: “يتم تنفيذ عمليات البحث والإنقاذ سيرًا على الأقدام. هناك الكثير من الأشخاص الذين يذهبون سيرًا على الأقدام مع مصابيح في ظروف قاسية جدًا ويعرضون حياتهم للخطر لإنقاذ الآخرين. اعتقدنا أن الطائرات بدون طيار هي الحل لأنها يمكن أن تغطي الكثير من الأرض بسرعة كبيرة. يمكن أن تكون رشيقة وسريعة.”
التحديات في بناء الروبوتات
لطالما كان سانكيت مفتونًا بالروبوتات الجوية والطائرات بدون طيار وكيف يمكن تعديل التكنولوجيا لتناسب المواقف الواقعية. خلال برنامج الدكتوراه الخاص به، تحداه مشرفه لإنشاء أصغر روبوت ممكن، مما أثار بحثه في أخذ الإلهام من البيولوجيا لبناء آلات أصغر.
قال سانكيت: “كان علينا إعادة تصور ما سيكون عليه الطائرة بدون طيار في تلك المرحلة، وهو العودة إلى البيولوجيا، لأن البيولوجيا تقوم بذلك بشكل أفضل بكثير مما يمكننا اليوم. كيف تفعل الحشرات أو الطيور ذلك مع حوسبة محدودة جدًا وأجهزة استشعار ليست جيدة جدًا؟ عيونهم ليست رائعة، وعقولهم صغيرة جدًا، لكنهم لا يزالون قادرين على القيام بهذه الإنجازات المذهلة في الطيران. لذلك بدأنا في النظر إلى ذلك، وهذا ما أعطى ولادة لأطروحة الدكتوراه الخاصة بي.”
بنى سانكيت نموذجًا أوليًا لخلية نحل روبوتية مكونة من طائرات مسيرة صغيرة يمكنها تلقيح الزهور. على الرغم من جهوده، أدرك أن هذا التطبيق ربما يكون بعيد المنال وبدأ يفكر في المجالات التي يمكن أن تحدث فيها الروبوتات المستوحاة من البيولوجيا فرقًا في وقت أقرب، مما قاده إلى مشروعه الحالي.
التكنولوجيا المستخدمة في الروبوتات
بالنسبة للروبوتات المستخدمة في البحث والإنقاذ، كانت التحديات الرئيسية هي بناء شيء يحتوي على المستشعرات والتكنولوجيا الطائرة اللازمة دون جعل الروبوت كبيرًا جدًا أو مكلفًا أو كثيف الطاقة.
قال سانكيت إنهم لجأوا إلى المستشعرات فوق الصوتية المستخدمة في الصنابير الأوتوماتيكية لأنها تتطلب طاقة قليلة جدًا. بينما كانت هذه الطريقة فعالة، فإن المراوح التي بنوها على الروبوتات أنتجت ضوضاء زائدة، مما أرهق قدرة المستشعر على رؤية العقبات.
لحل هذه المشكلة، عادوا إلى الخفافيش.
قال سانكيت: “تمتلك الخفافيش أنسجة خاصة في أنفها وآذانها وفمها تتغير كثافتها وسمكها بشكل تكيفي لتعديل الطريقة التي تسمع بها وتصدر بها الصوت.” كنا نقول، “حسنًا، هذا رائع جدًا. هل يمكننا فعل شيء مشابه؟” صممنا هيكلًا مطبوعًا ثلاثي الأبعاد لوضعه أمام الروبوت، والذي يقوم بشكل أساسي بنفس الوظيفة التي تقوم بها الخفاش، وهي تغيير شكل الصوت نفسه.”
الآن بعد أن تمكنوا من جعل الروبوتات تعمل، يعملون على مواجهة تحديهم التالي: تحسين سرعتها.
قال سانكيت: “نحن، كبشر، نحب أن نحاول تقليد الكثير من الأشياء التي يقوم بها الدماغ البشري. نميل إلى نسيان مدى روعة الحيوانات الأخرى، التي هي أصغر بكثير منا. خاصة الحشرات والطيور، التي هي أصغر بكثير، يمكنها في الواقع القيام بإنجازات رائعة في التنقل، والتي أعتقد أننا لا نراها غالبًا. أعتقد أنه يجب علينا التفكير أكثر كعلماء بدلاً من مجرد مهندسين بحتين.”
مع استمرار التطور في تكنولوجيا الروبوتات، قد نرى قريبًا تطبيقات جديدة ومبتكرة تعزز من قدرتنا على التعامل مع التحديات الطبيعية.
