ربات‌های ماهی‌نمایی که خودران محیط زیست تالاب‌ها را رصد می‌کنند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از FoxNews، دانشمندان طرحی تحقیقاتی در اروپا یک ربات ماهی‌نما، یک ربات صدف‌نما و رباتی شبیه نیلوفر دریایی طراحی کرده‌اند که می‌توانند زیر آب با یکدیگر ارتباط برقرار و اطلاعات را رد و بدل کنند.

این سه ربات وجه اشتراک دیگری هم دارند؛ سیستم ارتباطی و سخت‌افزار آنها با الهام از عناصر طبیعت طراحی شده است.

طراحی این ربات‌های زیر آبی در قالب طرحی به نام «سابکولترون» (subCULTron) انجام می‌شود. هدف سابکولترون این است که انبوه ربات‌ها بتوانند طولانی مدت، زیر آب به طور مستقل عمل کنند.

طراحی ربات بر اساس الگوی خودسازماندهی حیوانات اجتماعی در طبیعت

هدف محققان اروپایی این بوده که گروه ربات‌های قوی و انعطاف پذیری طراحی کنند. به طوری که این ربات‌ها قادر باشند خود را سازماندهی کنند. این ربات‌ها براساس دانش موسوم به «بیومیمیتیک» ( زیست تقلید) طراحی شده‌اند. 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 می‌کند، می‌گوید: «در آزمایشگاه رفتارحیوانات اجتماعی را مورد مطالعه قرار می‌دهیم و سازمانی را که در قلمرو، این حیوانات تشکیل می‌شود، بررسی کنیم. این تشکیلات فقط بر اساس سلسله مراتب شکل نمی‌گیرد، بلکه برخی از حیوانات قادرند با هم ارتباط برقرار کنند که به آن خودسازماندهی می‌گوییم. در وهله اول سعی می‌کنیم الگوی رفتارهای اجتماعی در طبیعت را درک کنیم و سپس با ساخت مدل‌هایی مبتنی بر معادلات ریاضی این الگوهای رفتاری را در ربات‌ها بازسازی می‌کنیم».

برقراری ارتباط از طریق حس ششم الکتریکی

این ربات‌ها قادرند اطلاعات را زیر آب جمع‌آوری کنند و به سطح آب بفرستند. اما این سه ربات زیرآبی چگونه کار می‌کنند؟ تا چه حد می‌توانند زیر آب با هم ارتباط برقرار کنند؟

چالش اصلی دانشمندان در این طرح، سیستم‌های ارتباطی است چون زیر آب اینترنت بدون سیم و فناوری GPS کار نمی‌کند. البته مسئول هماهنگ‌کننده این طرح می‌گوید که چالش‌های دیگری هم وجود دارد.

توماس اشمیکل، زیست‌شناس دانشگاه گراتس در اتریش که مسئول هماهنگ‌ کردن این طرح هم هست، درباره اینکه ربات‌ها برای ارتباط در زیر آب از چه فناوری استفاده می‌کنند، می‌گوید: «برای برقراری ارتباط، خودمان فناوری‌هایی طراحی کرده‌ایم و ساخته‌ایم. برای مثال در این ربات صدف‌نما حسی به وجود آورده‌ایم که در برخی از ماهی‌های آفریقا و آمریکای جنوبی، در اثر تکامل به وجود آمده است. این حس می‌تواند میدان‌های الکتریکی در طبیعت را تشخیص دهد. ربات‌های ما هم می‌توانند 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 ربات‌ها زیر آب چگونه تامین می‌شود؟

این ربات‌ها را می‌توان طوری برنامه‌ریزی کرد که ساعت‌ها تا ماه‌ها زیر آب مستقل عمل کنند. بنابراین دانشمندان باید راه‌هایی خلاقانه پیدا می‌کردند تا ربات‌ها بتوانند انرژی مورد نیاز خود را زیر آب تأمین کنند.

چزاره استفانینی، مهندس مکاترونیک از انستیتو تحقیقات پیشرفته زیست ربات‌ها موسوم به «سانتانا» در ایتالیا، می‌گوید برای تامین انرژی ربات‌ها باید از روش‌هایی استفاده می‌کردند که منجر به زنگ‌زدگی یا نشت آب در داخل ربات نشود.

او می‌افزاید: «این ربات‌ها وقتی از زیر آب بیرون می‌آیند، قادرند با نزدیک شدن به یک کشتی یا یک ایستگاه انرژی، به روش القایی و بدون نیاز به کابل شارژ شوند. به این ترتیب می‌توان انرژی ربات را تامین کرد بدون اینکه نیاز باشد در آن را باز کنیم ، یا کارهایی دیگر که منجر به زنگ زدگی یا نشت آب می‌شود».

مدیریت محیط زیست

حسگرهایی که در این ربات‌ها 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 می‌کند می‌گوید: «مثلا ربات ما می‌تواند 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 می‌تواند به دقت ارتفاع موجی را که قایق ایجاد کرده است اندازه بگیرد. این اندازه‌گیری برای فهم تأثیر عبور قایق‌ها بر محیط زیست، بسیار مفید است. بر اساس این اطلاعات می‌توان مثلا با تعیین حداکثر سرعت مجاز و ایجاد محدودیت‌های ترافیکی، مدیریت محیط زیست را دقیق‌تر کرد».