الجراد يلهم العلماء لابتكار رجل آلي يقوم بمهام مذهلة
١٤ يناير ٢٠١٦
المعروف أنه إذا انتشر الجراد عم الدمار. لكن باحثين قلبوا هذه المعادلة واستعانوا بالقدرات الخارقة للجراد لابتكار رجل آلي يساعد في مهام الرصد وأنظمة الاستجابة الطارئة وعمليات المراقبة والإنقاذ.
إعلان
استعان الباحثون بالقدرات الخارقة والطاقة المرنة للجراد في القفز في ابتكار روبوت يسهم مستقبلا في مهام الرصد والمراقبة الذاتية وأنظمة الاستجابة الطارئة. واستلهم الباحثون الخصائص الفريدة للجراد في ابتكار روبوتات دقيقة مصنوعة من أقطاب الكربون والزنبرك الصلب وقطع البلاستيك المصنوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. ويزن الروبوت الواحد أقل من 23 غراما ويصل طوله إلى نحو عشرة سنتيمترات.
ويفسر عامير أيالي، الاستاذ بقسم الحيوان بكلية علوم الحياة بجامعة تل أبيب، الاهتمام بهذه الحشرة وهو يتفقد الجراد في معمله بأن الجراد حشرة كبيرة ذات أداء عجيب في القفز، فقد طرحت إسهاما مدهشا لهذه الفكرة الخاصة بالقفز ... ألا وهي ابتكار روبوت دقيق الحجم".
وقال إن بوسع الروبوت الجرادة القفز لارتفاع 3.5 متر نظرا لدقة تركيبه والطاقة المختزنة لديه التي تتيح له سرعة طيران عالية بالاستعانة بالمحركات. وأضاف "يستخدم الجراد طاقة ميكانيكية علاوة على قوة عضلاته في تحقيق القفزات، وهذا هو بالضبط ما نقوم بمحاكاته ... نستخدم محركا دقيقا يولد الطاقة الحركية ويختزنها في زنبرك يماثل تماما أرجل الجراد وهو الذي يدفع الروبوت في الهواء".
تم ابتكار الروبوت بالتعاون بين مهندسين وخبراء في علم الحيوان تحت رعاية هيئات بحثية ومراكز تطوير التكنولوجيا المتقدمة. وهو لا يشبه الطائرة بدون طيار التي تحلق لمدة 30 دقيقة تقريبا. ويستمد الروبوت الجرادة طاقته من بطارية ليثيوم ويستخدم كفاءة الطاقة لتحقيق ألف قفزة بشحنة واحدة فقط من البطارية.
ربوتات لمواجهة الكوارث وأخطارها
شهدت بلدة بيرشتسغاردن الألمانية تنظيم معرض للروبوتات المتخصصة في إخماد الحرائق ومواجهة الكوارث. و تعمل هذه الآلات بتقنياتها العالية على السيطرة على الحوادث الخطيرة والحد من خسائرها.
صورة من: DW/F. Schmidt
ربوتات بقدرات خارقة
هذا الروبوت يتميز بدقة عالية في إخماد الحرائق باستخدام خرطوم المياه. ولكنه يستطيع أكثر من ذلك، حيث تعمل كاميرا التصوير الحراري على كشف مكان النيران والجدران المشقوقة في البناء. وبالإضافة إلى ذلك تعمل أجهزة الاستشعار للروبوت على قياس جودة الهواء. ويعتبر معرض بيرشتسغاردن 2013 مناسبة لعرض هذا النوع من الروبوتات وإبراز قدراتها وإمكانية استخدامها للحماية من الكوارث والحد من أخطارها.
صورة من: DW/F. Schmidt
الروبوت للحد من الحوادث الكيماوية
تستدعي الحوادث الكيماوية ردة فعل سريعة لمنع تسرب المواد الملوثة إلى الهواء، مثلا عن طريق إغلاق الصمامات بسرعة. وهذه هي المهمة التي يقوم بها هذا الروبوت. وهي مهمة سهلة نسبيا، لأن الصمامات يمكن الوصول إليها بسهولة وهي مرئية من الخارج.
صورة من: DW/F. Schmidt
إغلاق الصمامات
هكذا يمكن للروبوت أن يعمل من الخارج بشكل جيد وسهل. صمامات الإغاثة استخدمت لعدة مرات، وبالتالي يسهل إغلاقها بسرعة. ولكن في حال وقوع حادث في مصنع قديم، فستكون الأمور مختلفة تماما.
صورة من: DW/F. Schmidt
التحكم عن بعد
يتم توجيه معظم الروبوتات عن طريق أجهزة التحكم عن بعد. وبعض الروبوتات تسهل مهمة العاملين من خلال القيام ببعض المهام بشكل أوتوماتيكي. وكل هذا يتطلب تركيزا ودقة ومهنية كبيرة من العمال الذين يحركون الروبوتات.
صورة من: DW/F. Schmidt
روبوتات لجمع المواد الكيماوية
ما يبدو مهمة سهلة بالنسبة للبشر، يعتبر تحديا حقيقيا للروبوتات. فحمل وعاء كيميائي يزن خمسة كيلوغرامات من شاحنة محطمة ووضعه في مكان آمن، مهمة ليست سهلة دائما. بيد أن هذا الروبوت نجح في إتمامها، حيث تمكن من وضع الوعاء المحمل لمواد كيميائية في البرميل الأزرق.
صورة من: DW/F. Schmidt
نقل آمن للمواد الكيماوية
ويجب تغطية البراميل لضمان نقل آمن للمواد الكيماوية. لكن الشخص الذي يشغل الروبوت لم يتمكن من رؤية ذلك، فالمسافة بعيدة والضوء خافت. وعلى الصورة مثلا، يظهر أن الغطاء وضع بطريقة خاطئة.
صورة من: DW/F. Schmidt
التحكم عن طريق أجهزة الاستشعار
هذا قفاز عن بعد، يتحكم في قابض الروبوت. وهو مجهز بأجهزة الاستشعار التي تكشف تحركات اليد. وبعدها يتم نقل هذه الأوامر إلى يد الروبوت. ولكن أيدي الروبوت لها في هذه الحالة أصبعين وأجهزة استشعار تم تثبيتها أيضا في أصبعين من القفازات.
صورة من: DW/F. Schmidt
العديد من المهام في وقت واحد
على الرغم من أن مشغلي الروبوتات يظهرون في حالة معنوية جيدة، إلا أن السيطرة على الروبوت عملية معقدة. فعلى المشغلين ليس فقط التحكم في يد الروبوت، بل والتحكم أيضا عن بعد في الذراع الطويلة وغيرها من أجزاء الروبوت. وأي خطأ صغير قد يطيح بالجهد كله.
صورة من: DW/F. Schmidt
حتى لا ينقطع الاتصال اللاسلكي
بعد الزلزال يمكن للروبوتات استكشاف الوضع داخل المباني المهددة بالسقوط. ولكن في المباني الخرسانية يمكن للإتصال اللاسلكي أن ينقطع وبسهولة بين قاعدة التحكم والروبوت. والحل لهذه المشكلة تقدمه الروبوتات الصغيرة التي تقتفي أثر الروبوت الرئيسي وهي مجهزة بجهاز لإرسال وتلقي البيانات.
صورة من: DW/F. Schmidt
بطارية احتياطية
إذا وصل الروبوت إلى منطقة معزولة، يمكن إمداده من طائرة هيلكوبتر بهذه الحقيبة المجهزة ببطارية احتياطية تعمل لمدة يوم واحد لضمان الاتصال مع الروبوت.
صورة من: DW/F. Schmidt
لعبة الروبوتات
على الرغم من أن الروبوتات المختصة في مواجهة الكوارث ليست بلعبة أطفال، إلا أنها قد تبدو كذلك. فهذا الروبوت الصغير هو لشركة ليغو، ويقوم بإنقاذ الكرة الزرقاء من نيران مفتعلة، وهو ما يبدو قريبا من الواقع.
صورة من: DW/F. Schmidt
11 صورة1 | 11
وقال أيالي إن من السهل إنتاج هذا الروبوت بكميات كبيرة نظرا لرخص أسعار مكوناته وسهولة تصنيعها ليصل سعر الروبوت الواحد إلى نحو 100 دولار أمريكي. وأضاف انه يمكن استخدامه في عدة مهام منها رصد البقع الزيتية في المسطحات المائية وعمليات المراقبة والإنقاذ ومختلف الأنشطة التي يمكن أن يقوم بها الروبوت بديلا عن الإنسان.
ويقول إنه مع التعرف على المزيد بشأن قدرات أسراب الجراد على التجمع، فسيكون بإمكان الروبوتات مضاهاة آليات هذا التجمع. ويقول جابور كوسا المجري المولد في نفس الجامعة وهو مغرم بالخيال العلمي إن تصنيع سرب من هذه الروبوتات المزودة بأنظمة ملاحية لشبكات تحديد المواقع بالأقمار الصناعية والكاميرات والألواح الشمسية لإمدادها بالطاقة قد يستخدم في دخول أراضي العدو لتنفيذ مهام مراقبة.
وقال كوسا إنه من خلال التمويل الملائم يمكن إنشاء منظومة من هذه الروبوتات قادرة على محاكاة الجراد في نشر أجنحته للتحليق في الجو. وتم استثمار 200 ألف دولار في المراحل الأولية للمشروع مع ضرورة البحث عن موارد أخرى للنهوض به.