الهام از مارماهی‌ها برای ساخت ربات‌های مقاوم و سازگار

به گفته hackster

چکیده مهم‌ترین یافته‌ها

• ربات شبیه به مارماهی با سیستم کنترل توزیع‌شده ساخته شده است.
• این ربات می‌تواند با الگوی شنای مستقل و در برابر آسیب‌ها مقاوم باشد.
• ربات مجهز به حسگرهای پوستی و کششی برای تولید حرکت مرتبط با محیط است.

بازنگری در رویکرد کنترل مرکزی با نگاهی به طبیعت

بشریت همواره سیستم‌های کنترل مبتنی بر الگوی سیستم عصبی انسان را برای طراحی ماشین‌ها به کار برده‌است؛ جایی که یک کامپیوتر جایگزین مغز و سیم‌ها و حسگرها جایگزین نخاع و اعصاب می‌شوند. اما شاید زمان آن رسیده باشد که این فرض را با نگاهی به مثال‌هایی مانند مارماهی‌ها، که دارای یک معماری عصبی توزیع‌شده هستند، بازنگری کنیم.

معماری ربات مارماهی

دانشمندان از دانشگاه توهوکو با الهام از بیولوژی مارماهی‌ها، رباتی با حسگرهای چندگانه پراکنده در بدن ساخته‌اند که نیازی به ارسال داده‌ها به یک واحد کنترل مرکزی ندارند. این حسگرها قادرند با محیط پیرامون خود به طور مستقیم برهم کنش داشته باشند و حرکت هماهنگی تولید کنند.

• مولفه‌ها: حسگرهای کششی بدن و بازخوردهای فشاری از پوست در یک مدل ریاضی از مدارهای عصبی تلفیق شده‌اند.
• جریان داده/کنترل: هر بخش از بدن دارای واحد کنترل محلی خود است، شبیه به ژنراتورهای الگوی مرکزی در نخاع مهره‌داران.

اجزای کلیدی و عملکرد هر بخش

پیکربندی و مشخصات سیستم

این ربات ماهی نه تنها در آب به خوبی شنا کرد بلکه توانست روی خشکی حرکت کرده و دور موانع مانور دهد. این نشان می‌دهد که همان طرح کنترلی که برای شنا در آب طراحی شده، می‌تواند برای حرکت در خشکی نیز مورد استفاده قرار بگیرد.

آزمایش‌ها و نتایج عملکردی

این مطالعه نشان می‌دهد که با بهره‌برداری از معماری‌های توزیع‌شده و حلقه‌های بازخوردهای محلی، می‌توان ربات‌هایی ساخت که در محیط‌های ناشناخته بهتر کار کنند. طرح‌های عصبی مارماهی‌ها می‌توانند الهام‌بخش نسل بعدی ربات‌ها باشند.