اليعسوب قد يكون المفتاح للجيل القادم من الطائرات بدون طيار

الطبيعة هي الحل البارع للمشاكل. ففي نهاية المطاف، استغرق الأمر مليارات السنين من التكرار التطوري لمعرفة (بطريقة ملتوية) ما الذي ينجح وما لا ينجح. لهذا السبب، الباحثون في كثير من الأحيان انظر إلى العالم الطبيعي للحصول على الإجابات - حتى عندما يقومون بحل مشكلة قد تكون جديدة تمامًا من الناحية التكنولوجية.

وهذا ما استغله باحثون من جامعة إمبريال كوليدج لندن في المملكة المتحدة خلال مشروع حديث يهدف إلى إيجاد طرق جديدة لبناء مركبات جوية صغيرة مثل الطائرات بدون طيار. على وجه التحديد، أرادوا أن يعرفوا كيف يمكنهم صنع روبوتات طائرة بشكل أفضل تكون قادرة على أداء إجراءات مثل تصحيح رحلتها عندما تخرج عن المسار. ما هي أفضل طريقة للقيام بذلك من خلال دراسة اليعسوب المتواضع؟

"تعد اليعسوب جزءًا من مجموعة تسمى باليوبتيرا، والتي كانت من بين أول الكائنات التي انفصلت عندما تطورت الحشرات للطيران منذ عدة مئات الملايين من السنين." سام فابيان، باحث مشارك في مرحلة ما بعد الدكتوراه في قسم الهندسة الحيوية بالكلية، لصحيفة Digital Trends. "لم يتغيروا تمامًا في ذلك الوقت، لكن مخططهم الجسدي الطويل ذو الأجنحة الأربعة متسق بشكل عام ويبدو أنه خدمهم جيدًا. اليعسوب عبارة عن حشرات كبيرة نسبيًا، وجميعها من الحيوانات المفترسة الجوية عندما تكون بالغة، مما يتطلب منها مطاردة الفريسة واعتراضها، والتغلب على المناورة عند الضرورة. ونتيجة هذا الضغط التطوري هي أننا ننظر إلى آلة طيران مضبوطة بدقة ولديها الكثير لتعلمنا إياه».

أسرار اليعسوب

لقد كان علماء الحشرات يدرسون الحشرات لسنوات عديدة. ولكن ما يمنح الباحثين ميزة واضحة عند القيام بذلك في عام 2021 هو الأدوات المتاحة لمساعدتهم. وفي هذه الدراسة، أراد الباحثون الإمبراطوريون جمع معلومات مفصلة عن الطريقة تؤدي حشرات اليعسوب حركة تسمى "الرمي"، وهي نوع من الشقلبة الخلفية المقلوبة لتصحيح نفسها في الهواء.

ولتحقيق ذلك، قاموا بتزويد 20 يعسوبًا غامقًا بمغناطيسات صغيرة ونقاط لتتبع الحركة حتى يتمكنوا من يمكنه التقاط معلومات تفصيلية ثلاثية الأبعاد حول الطريقة التي تؤدي بها اليعسوب هذا الجزء الذكي الألعاب البهلوانية. كما استخدموا كاميرات فائقة السرعة لتوثيق التحركات.

ووجدوا أن شكل اليعسوب هو المفتاح لألعابهم الرياضية. في الواقع، شكلها يجعل اليعسوب ينقلب إلى مكانه الصحيح في الجو عندما يفقد وعيه ثم يسقط. سيكون ذلك بمثابة فقدان طائرة بدون طيار لقوتها ولا تزال تجد طريقة لتصحيح مسارها.

وقال فابيان: "نحن نميل إلى التفكير في أن اليعسوب والحشرات الأخرى يجب أن تعمل باستمرار للحفاظ على التوازن أثناء الطيران، ومعالجة جميع أنواع المعلومات [مثل] الرؤية". "ويرجع ذلك جزئيًا إلى صغر حجمها، مما يعني أن الهواء يبدو أكثر كثافة بالنسبة لها، ويجعل القدرة على المناورة أعلى، ولكنه يجعل أيضًا من الصعب القيام بأشياء مثل الانزلاق. يبدو أن اليعسوب على حدود هذا التأثير، كونها حشرات كبيرة نسبيًا، قادرة على الاستخدام السلبي آليات للانزلاق وتصحيح نفسها، ولكنها لا تزال قادرة على التحليق وتنفيذ أعمال مثيرة للإعجاب القدرة على المناورة. هذا هو نوع الأشياء التي قد نرغب في دمجها في تصميمات الروبوتات المستقبلية - بحيث تكون قادرة على الاستخدام السلبي آليات الاستقرار لتكون أكثر قوة وتستخدم معلومات حسية أقل، ولكنها أيضًا قادرة على أداء مآثر رائعة إذا ضروري."

بناء روبوتات أفضل

لم ينتقل الباحثون إلى مرحلة بناء اليعسوب الآلي في المشروع حتى الآن. ولكن بغض النظر عما إذا كان ذلك مدرجًا في خريطة الطريق الخاصة بهم، فإن بحثًا كهذا - والذي كان من الممكن أن يكون أكثر صعوبة قبل بضع سنوات فقط - يمكن أن يساعد في تحديد شكل الروبوتات الطائرة في المستقبل.

"إن التطبيق المحتمل الأساسي للرؤى من عملنا سيكون في تقليل العمليات الحسابية "الجهد والطاقة التي تحتاج المركبات الطائرة الصغيرة إلى وضعها للحفاظ على الاستقرار،" فابيان قال. "إذا تمكنا من بناء آليات سلبية تسمح بالاستقرار وقدرة عالية على المناورة، على أساس من حيث وضعيتهم، يمكننا تعزيز قدراتهم بشكل كبير، ومجموعة السلوكيات التي نتوقعها هم."

وكانت ورقة تصف العمل مؤخرا نشرت في مجلة وقائع الجمعية الملكية ب.

توصيات المحررين

• تريد AMD الاعتماد على الذكاء الاصطناعي من خلال الجيل التالي من بطاقات الرسومات
• تقوم Wing ببناء طائرات بدون طيار أكبر وأصغر لمزيد من عمليات التسليم
• الطائرات بدون طيار تحلق تحت الأرض في اليابان، وهذا هو السبب
• تتجه طائرة Dragonfly بدون طيار ذات الثمانية دوارات التابعة لناسا إلى أكبر قمر في كوكب زحل
• يمكن استخدام طائرات بدون طيار لرش الطين لبناء المنازل في مناطق الكوارث

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.