جيل جديد من الروبوتات مُستوحى من النباتات هذه المرة

——————–
ترجمة: منى خلف
تصميم بوستر:بهاء محمد
—————————-
دائما ما تكون صور الروبوتات بأذهاننا قريبة للشكل البشري كما نراها في افلام الخيال العلمي أو في العاب الكومبيوتر. لكن هذا قد تغير في المشروع الجديد بلانتويد (plantoid) الذي يعمل على تطوير جيل جديد من الروبوتات وتكنولوجيا الاتصالات والمعلومات بالأستلهام هذه المرة من ذكاء واستراتيجيات النبات التكيفية .

اوضحت دكتورة باربارا -المشرفة على المشروع- تعتبر جذور النباتات حفارات طبيعية ممتازة فللجذور خصائص كالنمو المتكيف ، والاستخدام الكفوء للطاقة في تحركاتها، وقدرتها على خرق التربة بأي زاوية كل هذه الخصائص مثيرة للاهتمام من وجهة نظر المهندسين. فبسبب اسلوب حياة النباتات المتصل بالأرض طورت النباتات القابلية للاستجابة لمدى واسع من المتغيرات والتكيف ضمن بيئتها المتغيرة فالنباتات تستهلك الحد الادنى من الطاقة الممكنة اثناء حركتها هذه الخصوصية تُقدم حلول كبيرة لعالم الروبوتات .

وقد جاء في حوار مع الدكتورة باربارا عن المشروع وللتعرف عليه اكثر مايلي:

ماهي الاهداف الاساسية من هذا المشروع ؟

الهدف من المشروع هو تصميم نموذج اولي لجيل جديد من الانظمة الروبوتية وكذلك برمجيات واجهزة جديدة لتكنلوجيا الاتصالات والمعلومات مستوحاة من جذور النباتات. هذه الانظمة الروبوتية كمثيلتها في الطبيعة لديها متحسسات تعمل بذكاء لرصد التربة.

هنالك الكثير من خصائص النباتات او جذور النباتات سنقوم من التحقق منها هنا بما في ذلك الاستجابة للمؤثرات الخارجية بالحركة والنمو، وكيفية النمو بأضافة خلايا لطرف الجذر وانتاج الشعيرات الجانبية ، والحد من الاحتكاك والضغط اللازم لأختراق التربة ، والقدرات الحسية للتحقق من المتغيرات الفيزيائية والكيميائية في بيئتها، و التحكم بسرعة الحركة ،والتنسيق العام للوصول للهدف الأمثل.

ما هو الجديد او المبتكر في هذا المشروع ؟

النباتات نادرا ما اعتبرت كنموذج ملهِم لتصميم وتطوير الروبوتات وهذا يرجع لاختلاف مباديء العمل عما هو موجود في الحيوانات والصعوبة في دراسة تحركاتها وخصائصها وكذلك دائما ما تعتبر النباتات كائنات سلبية غير قادرة على الحركة أو التواصل أو الهروب من بيئة معادية. فما يميز هذه المشروع هو محاولة مراقبة النباتات من منظور أخر والنظر في الخصائص الهيكلية والوظيفية والفسيولوجية لها لاستلهامها بالروبوتات. للنباتات إستتراتيجات تطورية تهدف إلى الحد من استهلاك الطاقة وتحقيق الاستخدام الامثل للمواد المحلية. بلانتويد هو أول روبوت يُصمم لينمو واقعياً بطريقة مستوحاة من جذور النباتات مُستخدماً الاستتراتيجيات المماثلة لما موجود في النباتات لأختراق واستكشاف التربة بأستخدام كفوء للطاقة.

ما الذي جذبك للتعلم من الطبيعة لتصميم التكنولوجيا؟

هدفي الشخصي في مجال الروبوتات الحيوية هو الفهم الأفضل للطبيعة وكيفية عمل الكائنات للاستفادة منها في وضع تصور وتصميم لأجهزة صناعية وروبوتات حيوية جديدة. النهج الذي اتبعه هنا هو اختيار النظام البايولوجي -وهو النباتات في هذا المشروع- الذي له خصائص نود تطبيقها بالروبوتات بعد ذلك نجد المباديء الرئيسية الكامنة وراء هذه الخصائص ومن ثم ترجمتها إلى حلول تكنولوجية. في نفس الوقت ستزداد معرفتنا بالنظام الحيوي الذي سنستخدمه كنموذج للعمل. ببساطة لايستطيع المرء أن ينسخ الطبيعة بل عليه أن يختار بعناية المباديء التي يستطيع استخلاصها وترجمتها إلى جهاز صناعي.

ما هي المصاعب التي واجهتموها وكيفية حلها؟

التحرك في بيئة غير منظمة كالتربة تحتاج لأساليب جديدة. فالمفهوم الجديد المقترح لنمو الروبوتات شبيه بنمو جذور النباتات حيث ستخترق التربة باستخدام تقنية إضافة الطبقات. طبقات من المواد ستترسب على أطراف الجهاز لتعطي للطرف قوة دافعة ليمتد إلى سطح التربة هيكل انبوبي اجوف هذه المواد عند إضافتها للطرف تقلل من الاحتكاك إلى ما يقارب من الصفر للجوانب التي سيتحرك فيها هذا الانبوب مما يخفض استهلاك الطاقة لأختراق التربة.

ما هي النتائج الملموسة من الابحاث حتى الآن ؟

النموذج الاولي لبلانتويد يتضمن وضيفتين للجذور :الاولى تضمين النمو الصناعي واختراق التربة بعملية إضافة المواد، والثانية هي تضمين أنظمة متحسسة للرطوبة والحرارة والجاذبية واللمس، والالكترونيات اللازمة للاستشعار التكيفات المختلفة والتحكم بالعمل. تم تصنيع جذرين لجذع يحتوي لوحة رئيسية متحكمة مع القدرة على الإتصال. فروع من الجذع كونت اوراق مصنوعة من مواد بالاستجابة مع تغيرات الضروف البيئة (مثل الرطوبة ودرجة الحرارة) هذه النتيجة مقدمة جيدة للمزيد من الدراسات المعقدة لدراسة الهيكل الهرمي لجدران الخلايا النباتية. من حيث المكونات طُور محرك تناضحي الذي من الممكن استخادمه بشكل منفصل لأهداف اخرى، بعض المتحسسات صُممت للتحقق من المتغيرات الاتية :الجاذبية، درجة الحرارة، اللمس، الرطوبة، الصوديوم، البوتاسيوم، درجة الحموضة، النترات، والفوسفات.

ما هي المزايا للمشاركة في مشروع الاتحاد الاوربي ؟؟

المشاريع الاوربية كمشروع بلانتويد تتيح الفرصة لدمج الكفائات والمهارات والتخصصات المختلفة والتأسيس لعلاقات تعاون علمية وتكنولوجية جديدة بالإضافة إلى هذا مثل هذه المشاريع توفر فرص تدريب للباحثين الشباب.

ما هي الأهداف التالية في المشروع؟

الخطوة التالية هي دمج الوضائف المتعددة في جذر واحد روبوتي متضمنة المتحسسات ووحدات التحكم و المنطقة المتنامية ومنطقة الانحناء. وبذلك تمكين جذور الروبوت من الاختراق والتوجيه في التربة مسترشدة عن طريق الجاذبية والقرب من الماء أو المواد الكيميائية .

من الناحية الهندسية هدفنا تطوير روبوتات مرنة قابلة للنمو بغضافة مواد جديدة وهذا يتطلب تطوير أو استخدام متحسسات جديدة مرنة مبنية على مواد لينة. أحد المواضيع المثيرة للاهتمام هو دراسة بُنية النباتات التي تستغل طاقة البيئة الخارجية للحركة أو تنفيذ استتراتيجيات كفؤة للحركة.اخر سؤال نعتزم إثارته فيما إذا كانت النباتات تحمل سلوك ذكي فببساطة يمكن تعريف ذكاء النباتات بقدرتها على النمو المتكيف مع التغيرات وتطوره خلال فترة حياة النبات.

تشمل التطبيقات للتكنلوجيا المستوحات من النباتات رصد التربة والتنقيب عن التلوث او الرواسب المعدنية -سواء على الارض او الكواكب الاخرى- ومن الممكن أن تشمل تطبيقات طبية مثل المناظير المرنة قادرة على التوجيه والنمو في داخل الأعضاء البشرية.

المقال الأصلي على الرابط:

http://phys.org/news/2014-05-plantoid-robot-mimic.html

#المشروع_العراقي_للترجمة