منوعات

لماذا لا تستطيع الروبوتات التفوق على الحيوانات؟

يعمل مهندسو الروبوتات منذ عقود ويستثمرون ملايين الدولارات في الأبحاث لمحاولة إنشاء روبوت يمكنه المشي أو الجري مثل الحيوان. ومع ذلك، تظل الحقيقة أن العديد من الحيوانات قادرة على القيام بمآثر قد تكون مستحيلة بالنسبة للروبوتات الموجودة اليوم.

يوضح الدكتور ماكس دونيلان، الأستاذ: “يمكن للحيوانات البرية أن تهاجر آلاف الأميال عبر التضاريس الوعرة، ويمكن للماعز الجبلي أن يتسلق منحدرًا، ويجد موطئ قدم لا يبدو أنه موجود أصلاً، ويمكن للصراصير أن تفقد ساقها ولا تبطئ سرعتها”. قسم الفسيولوجيا الطبية الحيوية وعلم الحركة في جامعة سيمون فريزر. “ليس لدينا روبوت قادر على مثل هذه القدرة على التحمل وخفة الحركة والمتانة.”

لفهم سبب تخلف الروبوتات عن الحيوانات وقياس مدى تخلفها، أجرى فريق متعدد التخصصات من العلماء والمهندسين من جامعات الأبحاث الرائدة دراسة تفصيلية لجوانب مختلفة لكيفية عمل الروبوتات، ومقارنتها مع نظيراتها في الحيوانات، في مقال نشر في الروبوتات العلمية. ويكشف البحث أنه بناءً على القياسات التي يستخدمها المهندسون، فإن أداء المكونات البيولوجية ضعيف بشكل مدهش مقارنة بالأجزاء المصنعة. ولكن ما تتفوق فيه الحيوانات هو تكاملها والتحكم في هذه المكونات.

إلى جانب دونيلان، ضم الفريق د. وسام بوردن، أستاذ مشارك في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في جامعة واشنطن؛ توم ليبي، مهندس أبحاث أول، SRI International؛ كوشيك جايارام، أستاذ مساعد في قسم بول إم رادي للهندسة الميكانيكية بجامعة كولورادو بولدر؛ وسيمون سبونبيرج، أستاذ مشارك في الفيزياء والعلوم البيولوجية في معهد جورجيا للتكنولوجيا.

درس الباحثون واحدًا من خمسة “أنظمة فرعية” مختلفة تتحد لتكوين روبوت يمشي: الطاقة، والهيكل، والتشغيل، والاستشعار والتحكم، وقارنوها بنظيراتها البيولوجية. في السابق، كان من المفترض بشكل شائع أن تفوق الحيوانات على الروبوتات يجب أن يكون بسبب تفوق المكونات البيولوجية.

يقول ليبي: “الطريقة التي سارت بها الأمور هي أن الأنظمة الفرعية المهندسة، مع استثناءات قليلة، تتفوق في الأداء على نظيراتها البيولوجية – وفي بعض الأحيان تتفوق عليها بشكل جذري”. “ولكن الأمر الواضح جدًا أيضًا هو أنه إذا قارنت الحيوانات بالروبوتات على مستوى النظام بأكمله، من حيث الحركة، فإن الحيوانات مذهلة. ولم تتمكن الروبوتات من اللحاق بعد بالتأخير”.

وبشكل أكثر تفاؤلاً فيما يتعلق بمجال الروبوتات، لاحظ الباحثون أنه عند مقارنة الوقت القصير نسبيًا الذي استغرقته الروبوتات لتطوير تقنيتها مع أجيال لا حصر لها من الحيوانات التي تطورت على مدى ملايين السنين، كان التقدم سريعًا بشكل ملحوظ. .

يقول بوردن: “سوف تسير الأمور بشكل أسرع، لأن التطور ليس موجهًا”. “بينما يمكننا إصلاح الطريقة التي نصمم بها الروبوتات ونتعلم شيئًا ما في روبوت واحد ونرفعه إلى جميع الروبوتات الأخرى، فإن علم الأحياء ليس لديه هذا الخيار. لذلك هناك طرق للتقدم بشكل أسرع بكثير عندما نصمم الروبوتات عما كانت عليه عندما نصمم الروبوتات.” إن تصميم الروبوتات أمر ممكن بفضل التطور – لكن التطور له بداية قوية.

أكثر من مجرد تحدي هندسي، توفر الروبوتات الفعالة استخدامات محتملة لا حصر لها. سواء أكان الأمر يتعلق بحل تحديات التسليم “للميل الأخير” في عالم مصمم للبشر والذي غالبًا ما يصعب على الروبوتات ذات العجلات التنقل فيه، أو البحث في البيئات الخطرة، أو التعامل مع المواد الخطرة، فإن التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا عديدة.

ويأمل الباحثون أن تساعد هذه الدراسة في توجيه التطوير المستقبلي لتكنولوجيا الروبوتات، مع التركيز ليس على بناء أجهزة أفضل، ولكن على فهم كيفية دمج الأجهزة الموجودة والتحكم فيها بشكل أفضل. ويخلص دونيلان إلى أنه “بينما تتعلم الهندسة مبادئ التكامل البيولوجي، ستصبح الروبوتات العاملة فعالة ومرنة وقوية مثل نظيراتها البيولوجية”.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى