روبوتات طائرة مستوحاة من ذبابة الفاكهة

هل سبق لك أن حاولت الإمساك بالذبابة؟ قام صبي صغير من الولايات المتحدة الأمريكية ببناء روبوت طائر يعرف كيف يهرب مثل الذبابة

بواسطة: أوفير ماروم

هل سبق لك أن حاولت الإمساك بالذبابة؟ قام صبي صغير من الولايات المتحدة الأمريكية ببناء روبوت طائر يعرف كيف يهرب مثل الذبابة.

مجال الروبوتات الطائرة يتطور بسرعة. يتم دمج المزيد والمزيد من أنواع هذه الروبوتات في حياتنا لاستخدامات مختلفة. ويجب أن تكون الروبوتات، التي تطفو في الفضاء بشكل مستقل، قادرة على التعامل مع الظروف البيئية المتغيرة التي لا يمكن التنبؤ بها مسبقًا، والاستجابة بسرعة للتهديدات التي قد تلحق بها الضرر جسديًا. على سبيل المثال، يتعين على الروبوت الذي يحدد موقع الناجين داخل المباني المنهارة أن يتعامل مع الجدران المتساقطة، مما يؤدي إلى تغيير مساحة التشغيل وقد يؤدي إلى إتلافها جسديًا وتعطيلها.

اختار موهير جريملا، طالب الصف التاسع، وهو متحمس للروبوتات والكمبيوتر من الولايات المتحدة الأمريكية، مواجهة هذا التحدي بالضبط. شارك موهير في مسابقة "Science Fair" التي تعقدها شركة Google كل عام. هذه مسابقة للمراهقين من جميع أنحاء العالم، حيث يقومون بالبحث في مجموعة متنوعة من المجالات مثل الزراعة وعلوم الحياة والطب وغيرها وتطوير حلول لمشاكل حقيقية. على الرغم من صغر سنه، يتمتع موهير جريملا بسجل مثير للإعجاب في مجال البحث والتطوير. فاز بالعديد من المسابقات العلمية المختلفة، حتى أنه التقى بالرئيس أوباما بفضل إنجازاته العديدة.

قرر موهير تطوير روبوت قادر على تجنب التهديدات واختار ذبابة الفاكهة كمصدر للإلهام. ووفقا له، فإن اختيار الذبابة كنموذج يرجع بشكل أساسي إلى حقيقة أنها تعرف كيفية الهروب بسرعة وكفاءة من مكان تعتبره خطيرا. في الواقع، يستغرق هروب ذبابة الفاكهة حوالي 288 مللي ثانية فقط، أي أقل من غمضة عين الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، تقوم ذبابة الفاكهة بذلك باستخدام نظام الرؤية الأساسي، الذي يمكن مقارنته في دقة الكاميرا بكاميرا تبلغ دقتها 2626 بكسل، ودماغًا بسيطًا يتكون من 100,000 ألف خلية عصبية فقط (حوالي واحد على المليون من تعقيد الدماغ البشري). لإنجازاته في هذا المشروع، حصل موهير على الجائزة الأولى للأعمار من 13 إلى 14 عامًا.

وقد تم تقسيم البحث إلى مرحلتين. في المرحلة الأولى، سيتم بناء مجموعة من أجهزة الاستشعار، والتي ستكون قادرة على اكتشاف التهديد المقترب. اختار موهير استخدام أجهزة استشعار المسافة البسيطة التي تعمل بطريقة الأشعة تحت الحمراء. لقد اختار هذه المستشعرات بسبب وزنها الخفيف، وبعد أن تبين أنه حتى أبسط كاميرا في السوق اليوم توفر كمية كبيرة من المعلومات مقارنة بالنظام البصري الأساسي للذبابة. تم تركيب أجهزة الاستشعار المختارة على منصة الروبوت الطائر، الذي يحتوي على دوار ذو أربع شفرات. وفي الخطوة الثانية، تمت كتابة الخوارزمية التي بموجبها تعمل الذبابة الآلية بعد أن تكتشف أجهزة الاستشعار وجود تهديد. تعتمد الخوارزمية على الدراسات التي وجدت أن ذبابة الفاكهة تقوم بعدة إجراءات مميزة أثناء هروبها. قام موهير بربط جميع أجزاء الروبوت وقام ببناء نموذج أولي، واختبره في غرفة معيشة والديه، حيث ركض خلفه وحاول ضربه بلوح خشبي. تصرفت الذبابة الآلية الجديدة بشكل مشابه جدًا لذبابة الفاكهة الحقيقية، حيث أفلتت من كل المحاولات بنجاح بنسبة 100%.
https://www.youtube.com/watch?v=gQ3d_SzntTs
يوجد في إسرائيل أيضًا برنامج تعليمي حول التقليد الحيوي لطلاب المدارس الابتدائية في الصفوف 4-6. كجزء من البرنامج، يتعرف الطلاب على الميدان ويتعلمون ويمارسون طريقة التفكير المحاكاة الحيوية والأدوات اللازمة لتطوير ابتكار المحاكاة الحيوية. يدرسون الظواهر والعمليات في الطبيعة ويقدمون الحلول ويبنون النماذج. ويختتم البرنامج كل عام بمؤتمر احتفالي في رمات هنديف، يعرض النماذج والتطورات التي تم تحقيقها خلال العام والمستوحاة من الطبيعة.

البرنامج مفتوح للمدارس الابتدائية وندعو المدارس الأخرى لمواجهة التحديات في هذا المجال.
لمزيد من المعلومات حول البرنامج: Info@biomimicry.org.il
مصدر الخبر