مهندسان مکانیک موفق به خودکارسازی فرآیند ساخت سوسک‌های سایبورگ هیبریدی شده‌اند. این فناوری نوآورانه، حشرات زنده را با قطعات الکترونیکی ترکیب می‌کند و سرعت تولید را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد. تیمی از سنگاپور با استفاده از بازوهای رباتیک و بینایی کامپیوتر، فرآیند مونتاژ را بهینه کرده است و راه را برای استفاده‌های گسترده‌تر، مانند ماموریت‌های جستجو و نجات، هموار کرده است.
ظهور تولید خودکار سوسک‌های سایبورگ
تصور کنید ارتشی از ربات‌های کوچک حشره‌مانند به مناطق آسیب‌دیده از فاجعه می‌روند. این ربات‌ها در فضاهای تنگ حرکت می‌کنند و اطلاعات حیاتی را به امدادگران منتقل می‌کنند. این دیگر علمی-تخیلی نیست، بلکه واقعیتی است که توسط محققان دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور شکل گرفته است. آن‌ها با خودکار کردن مونتاژ سوسک‌های سایبورگ، فرآیندی نوآورانه ایجاد کرده‌اند. این فرآیند، حشرات زنده را با اجزای الکترونیکی ترکیب می‌کند. این دستاورد، نگاهی اجمالی به آینده رباتیک و مهندسی زیستی ارائه می‌دهد.
چرا سوسک‌های سایبورگ؟
اتصال قطعات الکترونیکی به حشرات زنده شاید عجیب به نظر برسد، اما ایده جدیدی نیست. تحقیقات پیشین نشان داده است که می‌توان سوسک‌ها را از راه دور کنترل کرد. این کار با اتصال کوله پشتی‌های الکترونیکی کوچک به آن‌ها انجام می‌شود. این کوله پشتی ها مجهز به دستگاه‌های ارتباطی و پروب‌های الکتریکی هستند. محققان با تحریک قسمت‌های خاصی از بدن حشره، مانند شاخک‌هایش، می‌توانند حرکات آن را بدون آسیب رساندن هدایت کنند.
این سوسک‌های سایبورگ پتانسیل بالایی برای کاربردهای دنیای واقعی دارند. اندازه کوچک و چابکی ذاتی آن‌ها، آن‌ها را به گزینه‌های ایده‌آل برای کارهایی مانند موارد زیر تبدیل می‌کند:
- ماموریت‌های جستجو و نجات: این سوسک‌ها می‌توانند در میان آوار یا فضاهای تنگ که ربات‌های سنتی در آن مشکل دارند، حرکت کنند.
- پایش محیطی: آن‌ها می‌توانند در مناطقی که برای انسان خطرناک یا غیرقابل دسترس هستند، داده‌ها را جمع‌آوری کنند.
- کاوش‌های علمی: این سوسک‌ها می‌توانند اکوسیستم‌ها را به روش‌هایی که دخالت انسان را به حداقل می‌رساند، مطالعه کنند.
با این حال، ساخت این ربات‌های هیبریدی همواره فرآیندی زمان‌بر و دقیق بوده است. این موضوع، مقیاس‌پذیری را محدود می‌کند.
نوآوری: خودکارسازی فرآیند
تیم دانشگاه فناوری نانیانگ با توسعه یک سیستم مونتاژ خودکار، به این چالش پرداخته است. این سیستم، زمان تولید را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و ثبات را تضمین می‌کند. در اینجا نحوه عملکرد این سیستم نوآورانه شرح داده شده است:
- آماده‌سازی سوسک:
- ابتدا، سوسک را در معرض دی اکسید کربن قرار می‌دهند تا به آرامی بی‌هوش شود.
-
سپس، حشره روی یک سکوی مخصوص قرار می‌گیرد. میله‌های فلزی، آن را با دقت نگه می‌دارند و قسمت‌های لازم بدن را در معرض دید قرار می‌دهند.
-
بینایی کامپیوتر و دقت رباتیک:
- یک سیستم بینایی کامپیوتر از پیش برنامه‌ریزی شده، نقاط اتصال قطعات الکترونیکی را شناسایی می‌کند.
-
این اطلاعات به یک بازوی رباتیک منتقل می‌شود. این بازو برای برداشتن و اتصال اجزای مورد نیاز به حشره آموزش دیده است.
-
تکمیل:
- پس از قرارگیری قطعات الکترونیکی، میله‌های فلزی جمع می‌شوند و سوسک سایبورگ شده آزاد می‌شود.
این فرآیند کاملاً خودکار، تنها ۶۸ ثانیه برای هر حشره زمان می‌برد. این پیشرفت چشمگیری نسبت به روش دستی قبلی است که حدود ۳۰ دقیقه برای هر ربات هیبریدی نیاز داشت.
تضمین عملکرد و پایداری
محققان، سوسک‌های سایبورگ را آزمایش کردند تا مطمئن شوند که عملکرد آن‌ها به خوبی روش مونتاژ دستی است. نتایج امیدوارکننده بود: فرآیند مونتاژ خودکار، هیبریدهایی تولید کرد که عملکرد آن‌ها به همان خوبی، یا حتی بهتر از روش دستی بود. این به لطف دقت و ثبات جابجایی رباتیک میسر شد.
چالش‌ها و مسیرهای آینده
با وجود این پیشرفت بزرگ، هنوز کارهایی باید انجام شود. این تیم اذعان دارد که کنترل همزمان گروه‌های بزرگی از سوسک‌های سایبورگ، همچنان یک چالش است. سیستم‌های کنترل از راه دور در حال حاضر توانایی هدایت همزمان صدها یا هزاران حشره را ندارند.
مرحله بعدی تحقیق بر خودگردان‌تر کردن این سایبورگ‌ها متمرکز خواهد بود. محققان قصد دارند با بکارگیری حسگرهای پیشرفته و قابلیت‌های تصمیم‌گیری مبتنی بر هوش مصنوعی، حشراتی ایجاد کنند که بتوانند به طور مستقل عمل کنند. این امر، کاربردهای بالقوه آن‌ها را گسترش می‌دهد.
ملاحظات اخلاقی
استفاده از سوسک‌های سایبورگ، سوالات اخلاقی درباره رفتار با موجودات زنده در تحقیقات علمی ایجاد می‌کند. این تیم تأکید می‌کند که این فرآیند طوری طراحی شده است که از آسیب رساندن به حشرات جلوگیری کند و رفاه آن‌ها در اولویت است. با این حال، با پیشرفت این فناوری، بحث‌های مداوم در مورد پیامدهای اخلاقی آن ضروری است.
نگاهی به آینده
اتوماسیون تولید سوسک سایبورگ، چیزی فراتر از یک پیشرفت فناورانه است. این، دریچه‌ای به آینده‌ای است که در آن زیست‌شناسی و رباتیک برای حل چالش‌های پیچیده با هم ترکیب می‌شوند. چه در کمک به امدادرسانی در بلایا و چه در پیشرفت اکتشافات علمی، این هیبریدهای کوچک نشان می‌دهند که چگونه نوآوری می‌تواند مرزهای ممکن را جابجا کند.
همانطور که محققان به بهبود و توسعه این فناوری ادامه می‌دهند، تأثیرگذاری حشرات سایبورگ بر جامعه ملموس‌تر می‌شود. در حالی که این سفر هنوز به پایان نرسیده، یک چیز مسلم است: این آغاز یک دوره جدید و جذاب در رباتیک و مهندسی زیستی است.
اگر به خواندن کامل این مطلب علاقه‌مندید، روی لینک مقابل کلیک کنید: techxplore.com
