باحثون يربطون أذن الجندب بالروبوت

في ما يُعتبر تطورًا مذهلًا في مجال الروبوتات، نجح باحثون في جامعة تل أبيب في ربط أذن جندب ميت بروبوت. كان الروبوت قادرًا على استقبال الإشارات الكهربائية للأذن والاستجابة لها، وأثبت الباحثون أنه إذا قاموا بالتصفيق مرة واحدة، فإن أذن الجندب تسمع الصوت، مما يؤدي إلى تحرك الروبوت إلى الأمام. إذا قام الباحثون بالتصفيق مرتين، يتحرك الروبوت إلى الخلف.

قاد المشروع إيدان فيشل، طالب ماجستير مشترك تحت إشراف الدكتور بن إم ماوز من كلية إنجينيرينغ وألادار فلايشمان وكلية العلوم العصبية. تشمل الأسماء الأخرى المشاركة في العمل أستاذين يوسي يوفيل وأمير آيالي من كلية علم الحيوان وكلية العلوم العصبية ساجول، بالإضافة إلى الدكتور أنتوني شينين، وإيدان، ويوني أميت، ونتا شافيل.

نُشر البحث في مجلة センサ.

دمج الأنظمة البيولوجية في الأنظمة التكنولوجية

بدأت الفريق أولاً بفحص مزايا الأنظمة البيولوجية وكيف يمكن دمجها في الأنظمة التكنولوجية. كما نظروا في كيفية استخدام حواس الجندب الميت كمتحسسات روبوت.

“لقد اخترنا حاسة السمع لأنها يمكن مقارنتها بسهولة مع التكنولوجيا الحالية، على عكس حاسة الشم، على سبيل المثال، حيث أن التحدي أكبر بكثير”، يقول الدكتور ماوز. “كانت مهمتنا استبدال الميكروفون الإلكتروني للروبوت بأذن حشرة ميتة، واستخدام قدرة الأذن على كشف الإشارات الكهربائية من البيئة، في هذه الحالة اهتزازات في الهواء، وبواسطة شريحة خاصة، تحويل الإدخال الحشري إلى إدخال الروبوت”.

بَنى الباحثون أولاً روبوتًا يمكنه الاستجابة للإشارات البيئية، متبوعًا بتعزل وتحديد أذن جندب ميت والحفاظ عليها على قيد الحياة. في المرحلة النهائية من البحث، تمكن الفريق من إيجاد طريقة لاستخدام الإشارات المستلمة من أذن الحشرة بحيث يمكن استخدامها بواسطة الروبوت. وفقًا للباحثين، يمكن للروبوت “سماع” الأصوات والاستجابة بشكل مناسب.

“مختبر البروفيسور آيالي لديه خبرة طويلة في العمل مع الجندب، وقد طوروا مهارات عزل وتحديد الأذن”، يشرح الدكتور ماوز. “قام مختبر البروفيسور يوفيل ببناء الروبوت وتطوير رمز يسمح للروبوت بالاستجابة للإشارات الصوتية الكهربائية. ومختبري قد طور جهازًا خاصًا – أذن على شريحة – يسمح للأذن بالبقاء على قيد الحياة طوال التجربة من خلال توفير الأكسجين والغذاء للعضو، مع السماح للإشارات الكهربائية بالخروج من أذن الجندب وتضخيمها ونقلها إلى الروبوت.

أكثر حساسية وفعاليّة من حيث الطاقة

بطرق كثيرة، الأنظمة البيولوجية متفوقة على الأنظمة التكنولوجية. إنها لا تقتصر على كونها أكثر حساسية، بل هي أيضًا أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.

“بشكل عام، الأنظمة البيولوجية لها ميزة كبيرة على الأنظمة التكنولوجية – من حيث الحساسية ومن حيث استهلاك الطاقة”، يُضيف الدكتور ماوز. “تفتح هذه المبادرة من قبل باحثي جامعة تل أبيب الباب أمام دمج الحواس بين الروبوتات والحشرات – وقد تجعل التطورات الأكثر تعقيدًا وتكلفة في مجال الروبوتات زائدة عن الحاجة”.

“يجب أن نفهم أن الأنظمة البيولوجية تتطلب طاقة زهيدة مقارنة بالأنظمة الإلكترونية. إنها صغيرة، وبالتالي أيضًا أكثر اقتصادية وفعاليّة. من أجل المقارنة، يستهلك جهاز الكمبيوتر المحمول حوالي 100 واط في الساعة، بينما يستهلك دماغ الإنسان حوالي 20 واط في اليوم”، يقول الدكتور ماوز. “الطبيعة أكثر تقدمًا منا، لذا يجب أن نستخدمها. المبدأ الذي أظهرناه يمكن استخدامه وتطبيقه على الحواس الأخرى، مثل الشم والبصر واللمس. على سبيل المثال، بعض الحيوانات لديها قدرات مذهلة لاكتشاف المتفجرات أو المخدرات؛ يمكن أن يساعدنا إنشاء روبوت مع أنف بيولوجي على الحفاظ على حياة الإنسان وتحديد المجرمين بطريقة لا تتمكن من تحقيقها اليوم. بعض الحيوانات تعرف كيف تكتشف الأمراض. يمكن لأخرى اكتشاف الزلازل. السماء هي الحد”.

يمكن أن يُعزى العديد من التطورات في مجال الروبوتات إلى الإلهام من الطبيعة. هذا صحيح بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بالحشرات، والتي يتم سحبها باستمرار من قبل الباحثين الذين يحاولون إعادة إنشاء كفاءتها بين الأنظمة الروبوتية.