ماذا يحدث عندما يلتقي علماء الحيوان ومهندس الرقائق في مقهى الحرم الجامعي؟ لا، هذه ليست مزحة، بل مشروع عابر للكليات والمدارس، أنجب روبوتًا بأذن حقيقية على شريحة، يسمع الأصوات ويستجيب لها. لقد بدأت صناعة الدفاع بالفعل في التعبير عن اهتمامها، ويعد الباحثون بأن السماء هي الحد الأقصى من هنا
ماذا يحدث عندما يلتقي علماء الحيوان ومهندس الرقائق في مقهى الحرم الجامعي؟ لا، هذه ليست مزحة، بل مشروع عابر للكليات والمدارس، أنجب روبوتًا بأذن حقيقية على شريحة، يسمع الأصوات ويستجيب لها. لقد بدأت صناعة الدفاع بالفعل في التعبير عن اهتمامها، ويعد الباحثون بأن السماء هي الحد الأقصى من هنا.
لماذا الجندب؟
البروفيسور يوسي يوفال، من مدرسة علم الحيوان، ,من متحف الطبيعة شتاينهارت من كلية الهندسة الميكانيكية في كلية آيفي وألدر فليشمان للهندسة וرئيس مدرسة ساجول لعلم الأعصابالبروفيسور أمير إيلي، وهو أيضًا من كلية علم الحيوان ومدرسة سيجول لعلم الأعصاب، والدكتور بن معوز أرادوا من كلية الهندسة وكلية سيغول لعلم الأعصاب معرفة ما إذا كان من الممكن بناء نظام هجين حيوي، والذي من شأنه دمج النظام البيولوجي داخل الروبوت. الشخص الذي تولى التحدي هو إيدان فيشيل، الذي حصل على درجة الماجستير بتوجيه من الباحثين الثلاثة وأوصل المشروع إلى مقال علمي نُشر مؤخرًا في صحيفة سنسورس.
ولإجراء التجربة الثورية، اختار الباحثون أذن الجندب، وهي حشرة ذات أعضاء صوتية وسمعية متطورة. يوضح الدكتور ماعوز: "أردنا أن نظهر أنه يمكننا دمج النظام البيولوجي والإلكتروني، وأن حاسة السمع لديها أجهزة استشعار كهربائية مناسبة لهذه المهمة". "تمتلك الحشرات أنظمة سمعية بسيطة من الناحية الهيكلية، ولكنها تقوم بمعالجة البيانات المعقدة. ويضيف إيدان فيشل، الذي قاد البحث، "في الوقت نفسه، فإن النظام قابل للتكيف، فهو خفيف الوزن وصغير في أبعاده، وأسهل في الاستخدام من أذن الثدييات، على سبيل المثال".
وفي البحث الذي استمر نحو عامين، شاركت أيضًا نيتا شيفيل -طالبة الدكتوراه التي أشرف عليها الثلاثة الدكتور أنطون شينين ويوني عميت-.
اذان صاغية
قام الباحثون بعزل أذن الجندب. وبعد إثبات استمرار النظام في العمل بشكل صحيح، قاموا ببناء منصة الأذن على شريحة، والتي يمكن من خلالها استقبال الإشارات التي تصل إلى الأذن وإجراء تسجيل كهروفيزيولوجي لنشاطها، وربطها بالجهاز. الانسان الالي. والنتيجة: عندما يصدر صوت تسمعه الأذن البيولوجية، تماماً كما يحدث في جسم الإنسان. وتتحول الإشارة الصوتية إلى إشارة كهربائية وتصل إلى الروبوت الذي يعرف كيف يتصرف وفقًا لذلك.
"تتسبب الموجات الصوتية في تحريك طبلة أذن الجندب، مما ينشط المستقبلات الميكانيكية لأذن الجندب، على غرار شعرات الأذن التي لدينا. "إنهم يعرفون كيفية تحويل الاهتزاز الميكانيكي إلى إشارة كهربائية، والتي تخرج عبر العصب السمعي، وتصل إلى الدماغ وتنقل المعلومات"، يوضح إيدان. "وبعد أن أثبتنا أن النظام مستمر في العمل بشكل صحيح، قمنا بوضعه على شريحة ووضعناه على الروبوت."
تم بناء الشريحة التي تدعم الأذن من قبل فريق من الباحثين بمساعدة برنامج وطابعة ثلاثية الأبعاد. "كان علي أن أصمم شريحة تكون معيارية، بحيث يمكن وضعها على الروبوت، حتى يتمكن من استشعار النشاط الكهربائي للنظام السمعي، وذلك من وجهة نظر فسيولوجية وهيكلية سوف تتطابق مع السمع نظام الجندب. أي أنها ستسمح، من ناحية، بوجود بيئة مائية، ولكن من ناحية أخرى، ستسمح بدخول الهواء والموجات الصوتية، على غرار ما يحدث في الحيوان"، يشرح إيدان بالتفصيل عملية البحث.
تم تصميم وبناء الروبوت من قبل يوني عميت بمساعدة الدكتور أنطون شاينين. تم تصميم الروبوت ليكون نموذجيًا، ويمكن برمجته بسهولة للاستجابة للأصوات المختلفة.
يفسح المجال للأذن على الشريحة. إيدان فيشيل
روبوت هجين حيوي يستمع
"كان التحدي الرئيسي هو تحويل النظام الحالي إلى شيء معياري. المنصة صغيرة جدًا، والفكرة هي أنه سيكون من الممكن تركيبها على شيء بحجم الهاتف الخليوي"، يتفق الدكتور ماعوز والبروفيسور يوفال والبروفيسور إيلي. ويضيف البروفيسور إيلي: "كما أدى تضافر القوى بيننا إلى سد "الفجوات اللغوية" الموجودة بين مجالات بحثنا، وشكل تحديًا للطلاب، الذين وافقوا على المشاركة في البحث والانفتاح على الاتجاهات الجديدة". ابتسامة.
"من المهم أن نتذكر أن التحدي هائل. لذلك، عندما قررنا البدء، اخترنا الذهاب إلى شيء يسهل مقارنته بالأنظمة الموجودة، مثل الميكروفون أو مكبر الصوت، ولكننا على يقين من إمكانية نقل المشروع إلى أماكن أخرى، مثل أجهزة السمع من الحشرات الإضافية والشم والبصر - الحواس الأخرى حيث تتمتع الحشرات بمزايا هائلة." يقول الدكتور ماعوز.
وبما أن المجال الهجين يحمل وعدًا كبيرًا، فإن العديد من الكيانات مهتمة بالبحث. "ستتضمن الخطوة التالية دمج التعلم الآلي، سواء على الجانب الذي يقرأ المستشعر البيولوجي أو على الجانب الذي ينشط المحركات. وبعبارة أخرى، سنقلد الطبيعة في الخوارزميات أيضًا،" يكشف البروفيسور يوفال. "في المستقبل، سيكون مثل هذا الروبوت قادرًا على اكتشاف المتفجرات أو الأشخاص المفقودين. ربما سيكون هناك أسراب من الروبوتات، التي ستتحدث مع بعضها البعض وسيكون كل واحد منها مزودًا بأجهزة استشعار، مثل الخيال الجيد"، يقول البروفيسور إيلي.
"لقد بنينا نظامًا هجينًا حيويًا: يحتوي على مكونات بيولوجية وكهربائية. عندما ينجح مفهوم التكامل هذا، لن يكون هناك نهاية للإمكانيات. سيكون من الممكن عمل تطبيقات مستقبلية، مثل ربط الأذنين بشريحة لغرض تحديد الموقع، يمكننا إنشاء روبوتات تجمع بين عدة حواس، على سبيل المثال نظام السمع والرؤية على نفس الروبوت. من الممكن جدًا أن السماء ليست هي الحد الأقصى"، يخلص إيدان.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
