باحثون ينجحون في صناعة جيش من الصراصير الآلية في ساعات!

صناعة صراصير سايبورغ

نجح فريق من المهندسين الميكانيكيين في جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة في تطوير نظام لأتمتة عملية صناعة صراصير سايبورغ، حيث تم دمج الصراصير الحية مع الإلكترونيات لإنشاء حشرات سايبورغ. يستخدم الحل المبتكر ذراعًا روبوتية لربط المكونات الإلكترونية بالحشرات الحية، مما يقلل بشكل كبير من الوقت الذي يستغرقه إنشاء هذه “الحشرات الإلكترونية” من 30 دقيقة إلى 68 ثانية فقط. وتمثل الدراسة، التي نُشرت على خادم “arXiv” المسبق للطباعة، علامة بارزة في مجال الروبوتات الحيوية، مما يمهد الطريق لإنشاء حشرات سايبورغ مستقلة يمكنها إحداث ثورة في عمليات البحث والإنقاذ.

محتويات المقال :

آلات الطبيعة المثالية

الحشرات هي أسياد الكفاءة، حيث تجمع قدرات مذهلة في أجسام صغيرة تزن مجرد جرامات. يمكنهم الطيران، والزحف، والقفز، وحتى السباحة، كل ذلك باستخدام الحد الأدنى من الطاقة والموارد.

أحد أكثر الجوانب الرائعة للحشرات هو مرونتها المذهلة. تشتهر الصراصير، على وجه الخصوص، بقدرتها على البقاء في أقسى البيئات. حيث يمكنهم العيش بدون طعام أو ماء لأسابيع، وتحمل الإشعاع الشديد. وقد دفعت هذه الصلابة الملحوظة العلماء إلى استكشاف طرق لتسخير قدراتهم الطبيعية وتزويدهم بالتحسينات الإلكترونية، مما يؤدي إلى إنشاء حشرات سايبورغ يمكنها أداء مهام تتجاوز قدراتها الطبيعية.

لعبت الحشرات أيضًا دورًا حاسمًا في تطوير المحاكاة الحيوية، حيث يحاكي العلماء تصاميم الطبيعة لإيجاد حلول مبتكرة. على سبيل المثال، ألهمت أقدام أبو بريص اللزجة ابتكار مواد لاصقة متقدمة.

يعد اندماج الحشرات والإلكترونيات تطورًا طبيعيًا لهذه المحاكاة الحيوية. ومن خلال تسخير نقاط القوة في كلا العالمين، يستطيع العلماء إنشاء حشرات سايبورغ تتفوق في المناطق التي تتعثر فيها الروبوتات التقليدية، مثل مهام البحث والإنقاذ في الأماكن المعقدة والضيقة.

عملية يدوية

لقد أظهر بحث سابق أنه من الممكن ربط الأجهزة الإلكترونية بالحشرات الحية مثل الصراصير للتحكم عن بعد في سلوكها دون إيذائها. وعادة ما تكون هذه التكنولوجيا على شكل حقيبة ظهر صغيرة تحتوي على اتصالات ومعالجة كهربائية ومجسات تحفز الحشرة. على سبيل المثال، قد يؤدي تحفيز الهوائي الأيسر إلى دفع الصرصور إلى الاتجاه إلى اليسار.

كما أظهرت الأبحاث أن عملية الربط تتطلب الوقت والصبر والبراعة. وقد أفاد معظم الباحثين العاملين في مثل هذه المشاريع أن العملية تستغرق حوالي 30 دقيقة.

أتمتة عملية صناعة صراصير سايبورغ

لإنشاء هذه الصراصير السايبورغ، يعرض الباحثون الحشرات أولاً لثاني أكسيد الكربون لتخديرها. ثم توضع الصراصير المخدرة على منصة حيث يتم تثبيتها تلقائيًا بقضبان معدنية، مما يكشف عن أجزاء الجسم المحددة المطلوبة لهذا الإجراء.

يقوم نظام الرؤية الحاسوبية المبرمج مسبقًا بتحليل الصرصور وتحديد المواقع الدقيقة التي يجب ربط المكونات الإلكترونية بها. ثم يتم نقل هذه المعلومات إلى ذراع آلية تم تدريبها على التقاط المكونات الضرورية وربطها بعناية بجسم الحشرة.

وبمجرد تثبيت المكونات الإلكترونية بشكل آمن، يتم سحب القضبان المعدنية، مما يسمح للصراصير الآلية بالتحرك بحرية. وقد حقق الباحثون كفاءة ملحوظة، حيث أنتج صرصورًا آليًا واحدًا كل 68 ثانية. وعلاوة على ذلك، أثبتت الاختبارات أن هذه الصراصير الآلية التي تم تجميعها آليًا تعمل بنفس فعالية تلك التي تم إنشاؤها من خلال الطرق اليدوية.

مستقبل البحث والإنقاذ

توفر هذه الحشرات مستقبلًا حيث يمكن لفرق الإنقاذ نشر أسراب من الحشرات الآلية الصغيرة المستقلة للتنقل عبر الأنقاض والحطام، والكشف عن الناجين وتوفير المعلومات الهامة في أعقاب كارثة طبيعية.

ومن خلال تبسيط عملية الاتصال، يمكن للباحثين الآن التركيز على الخطوة الحاسمة التالية، وهي جعل هذه الروبوتات مستقلة ذاتيًا. تصور المستقبل حيث يمكن نشر مئات من هذه الآلات الصغيرة في وقت واحد، والتواصل مع بعضها البعض ومع فرق الإنقاذ لتحديد أولويات جهود الاستجابة.