ربات قارچی

ساخت ربات قارچی هیبریدی

محققین دانشگاه کورنل در آمریکا موفق به ساخت رباط قارچی بیوهیبرید شده‌اند! آنها توانسته‌اند یک جفت نمونه آزمایشی از ربات هیبریدی را با استفاده از مغز متفکر بر پایه میسلیوم قارچ، طراحی و تولید نمایند.

این ربات‌های بیوهیبرید از قارچ برای حس کردن و واکنش به محیط استفاده می‌کنند. یعنی در واقع نیمه زنده هستند!

ورود به دنیای Last Of Us

در دنیای سری بازی و سریال علمی تخیلی Last Of Us، قارچ‌ها در مغز موجودات زنده نفوذ کرده و کنترل آنها را بدست می‌گیرند.

حالا ظاهرا این ایده علمی تخیلی به واقعیت تبدیل شده‌است! یعنی در دنیای واقعی ربات‌هایی داریم که بجای مغز متشکل از پردازنده‌ها، از یک قارچ دستور می‌گیرند!

محققان دانشگاه کورنل در نیویورک به تازگی به راهکار جدیدی برای کنترل یک ربات دست پیدا کرده‌اند که با هر رباتی که تابحال دیده‌اید متفاوت است. این ربات از یک قارچ دستور گرفته و حرکت می‌کند.

رباتی با مغز قارچی

دانشمندان دانشگاه کورنل نیویورک، یک جفت نمونه آزمایشی ربات بیوهیبرید با مغز متفکر قارچی ساخته‌اند. یکی از این ربات‌ها چرخدار و دیگری شبیه به عنکبوت است.
این ربات‌ها برخلاف دنیای last of us که کور بودند، با تابش نور به روی حسگر قارچی شروع به حرکت می‌کنند. همچنین با دریافت نور ماورابنفش، نوع حرکتشان تفاوت پیدا میکند.

ربات قارچی قادر به انجام 3 کار است.

• راه رفتن و حرکت
• غلتیدن، جمع و باز شدن
• واکنش نسبن به نور ماورای بنفش با تغییر نوع یا سرعت حرکت یا تغییر مسیر

کارایی این ربات‌ها به عنوان اولین قدم در این راه ممکن است ساده باشد، اما میتواند شروع یک جهش بزرگ در آینده را رقم بزند. تکامل تکنولوژی مورد استفاده در این ربات‌ها می‌تواند در آینده بسیار تاثیرگذار باشد.

پیشرفت این فناوری، در آینده‌ای نه‌چندان دور به ما امکان می‌دهد سیستم‌هایی با قابلیت‌های حسی و واکنشی شبیه به انسان طراحی کنیم.

هوش مصنوعی قارچی

وقتی هدف طراحی برنامه‌ای برای ربات باشد که بتواند اقداماتی را یاد بگیرد و تقلید نماید، با یک مشکل واقعی روبرو هستیم. زیرا ربات‌ها بر اساس برنامه‌ریزی و بصورت ماشینی عمل میکنند.

این مسئله باعث میشود که تعاملات انسان و ربات، سخت و ناهماهنگ باشد. به منظور ایجاد ربات‌های شبیه انسان، محققان به طور فزاینده‌ای به ابزارهایی مانند یادگیری هوش مصنوعی روی آورده‌اند تا ربات‌ها توانایی درک شبیه به انسان داشته‌باشند.

محققان معتقدند که شبکه‌های عصبی مصنوعی ممکن است به اندازه همتایان طبیعی خود برای تعامل با انسان مناسب نباشند. از این رو به سراغ ساخت پردازنده‌های بیوهیبریدی یا نیمه‌زنده رفته‌اند.

برای عملی کردن این تئوری، بسیاری از پروژه‌های تحقیقاتی تلاش کرده‌اند ربات‌های بیوهیبریدی بسازند. یعنی بافت‌های زنده را در سیستم‌های الکتریکی و مکانیکی بگنجانند. تا توانایی‌های درک، تشخیص و تصمیم‌گیری بهتری به ربات‌ها بدهد.

قارچ بجای پردازنده و سنسور

آنها برای تحقق این نظریه به سراغ قارچ‌ها و رشته‌های ارتباطی آنها رفته‌اند. زیرا میسلیوم قارچ بسیار مقاوم است و حتی در شرایط سخت نیز می تواند رشد کند. همچنین میتواند سیگنال‌ها و پیام‌های الکتریکی را ارسال و دریافت نماید.
همچنین می‌تواند طیف متنوعی از سیگنال‌های بیولوژیکی و شیمیایی را حس کند. این خاصیت آن را از دیدگاه سیستم‌های کنترل ربات جالب می‌کند.

محقیقین دانشگاه کورنل در ساخت این ربات‌های هیبریدی بجای سنسور و حسگر، از میسلیوم قارچ شاه صدف به عنوان بافت عصبی استفاده نموده‌اند.

در این پروژه آزمایشی، محققان اجازه دادند میسلیوم‌های قارچی به صورت الکترونیکی یک ربات رشد کنند. به این ترتیب، قطعات الکترونیکی سنتی می‌توانند سیگنال های الکتریکی تولید شده را دریافت و تفسیر کنند. سپس می‌تواند از آن سیگنال‌ها برای حس کردن و پاسخ دادن به محیط استفاده کند.

در حالی که این ارگانیسم می‌تواند به بسیاری از محرک‌ها پاسخ دهد، تیم تحقیقات در این پروژه بر واکنش به نور متمرکز شده‌اند. البته این فناوری‌ هنوز در اول راه است.

کنترل ربات با قارچ زنده

پروفسور راب شپرد، دکترای مهندسی مکانیک و هوافضا سرپرستی این پژوهش را به عهده داشته‌ است.

وی درباره روند این آزمایش میگوید: در ساخت این ربات، اجزای ارگانیک و غیرارگانیک با هم ترکیب شده‌اند. ما برای این آزمایش رشته‌های میسلیوم را در خود ربات رشد دادیم. رشد و ادغام میسلیوم قارچ با مدار الکترونیکی ربات بین 14 تا 33 روز زمان برد.

با رشد میسلیوم در بخش‌های الکترونیکی، ما توانستیم به ربات بیوهیبرید قابلت حس محیط و پاسخ به آن را اضافه نماییم.

در ساخت ربات قارچی از تخصص‌ها و علوم مختلفی از جمله مهندسی مکانیک، الکترونیک، قارچ‌شناسی، نوروبیولوژی، الکترومغناطیس و پردازش سیگنال، برنامه‌نویسی کامپیوتر و … بهره جسته‌ایم.

موانع پیش روی ربات‌های هیبریدی

دکتر آناند میشرا، محقق حوزه ربات‌های ارگانیک و یکی از اعضای تیم تحقیات درباره چالشهای این آزمایش می‌گوید: آلودگی محل‌های اتصال ارگان‌های زیستی و غیرزیستی (محل چسباندن الکترودها به قارچ)، مهمترین نگرانی و چالشی‌ترین بخش توسعه این ربات بود.

برای جلوگیری از این مشکل، دکتر کتی هاج، استاد گیاه‌پزشکی دانشگاه کرنل به ما کمک بزرگی کرد. وی به تیم رباتیک آموزش داد که چگونه ساختار میسلیوم قارچ را بصورت بهداشتی رشد دهند. تا بتوانند بدون مشکل سیگنال‌های الکتریکی تحریک شده را ارسال کنند.

همچنین یکی دیگر از چالش‌های ما زنده نگه داشتن بافت قارچ در شرایط مختلف کارکرد ربات بود. این مشکل را نیز به کمک متخصصین قارچ‌شناسی و گیاه‌شناسی تاحدودی مرتفع کردیم.

دکتر میشرا در پایان میگوید: البته این تکنولوژی هنوز در اول راه است و هنوز تا تکامل راه زیادی را در پیش دارد.

مولف:

گردآوری، ترجمه و تحریر توسط تیم رسانه هاگ
کپی تنها با ذکر منبع مجاز است.
منبع: www.hackster.io و Science Robotics و euronews.com