الگوگیری از حیوانات در توسعه فناوری

از جمله موجودات زنده ضعیف ساکن زمین، انسان ها هستند. ما به طور میانگین خیلی سریع و قدرتمند نیستیم. با توجه به توسعه فناوری در زندگی، چندان با این تکنولوژی همراه نشده ایم. در مقابل حیوانات زمان زیادی در سیر تکامل، با محیط خود همگام و به تناسب نیازشان، از توانایی های مخصوصی برخوردارند.

امروزه حوزه ای که «بیومیمتیک» یا «زیست تقلید» نام گرفته و توسط آزمایشگاه ها و مراکز تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرد. انتقال توانمندی های حیوانات به انسان امکان پذیر نیست، اما می توانیم چنین قابلیت هایی را به اختراعات خود انتقال دهیم.

بدون الگوگیری از حیوانات شاید هواپیما یا کشتی ساخته نمی شد.
دکتر «سانگبی کیم» استاد مهندسی مکانیک MIT و مدیر آزمایشگاه بیومیمتیک می گوید: ما در زمینه مهندسی حمل و نقل از حیوانات الهامات زیادی گرفته ایم و شاید هیچگاه هواپیما یا کشتی بدون الگوگیری از این موجودات، نمی ساختیم. حیوانات در زمینه تحرک به خوبی تکامل یافته اند، چرا که برای بسیاری از آنها، تحرک مناسب با امکان زنده ماندن مساوی است.

آقای کیم بر این باور است که از سال ها پیش انسان ها تقلید از طبیعت را در صنعت مورد استفاده قرار داده اند؛ به عنوان مثال در توسعه علم آیرودینامیک یا تولید چسب «Velcro» از طبیعت الهام گرفته اند. او چنین الگوبرداری هایی را برای نوآوری در مهندسی مهم می داند و چیزی فراتر از ایجاد جذابیت در محصولات است.

در ادامه مطالب به چند مورد از فناوری های الهام گرفته از طبیعت می پردازیم که طی سال های اخیر توسعه است:

کرم رباتیک CMMWorm

کرم رباتیکی که در تصویر زیر می بینید برای مطالعه نوعی حرکت خاص تحت عنوان «Peristalsis» یا «جنبش دودی» توسعه یافته است. متخصصین حوزه رباتیک و علوم عصبی می توانند نحوه جنبش مورد بحث را بهتر توضیح دهند.

 

 

حرکت دودی تنها محدود به کرم ها نیست و در بدن انسان هنگام فرو بردن لقمه های غذا در مری هم دیده می شود. اما استفاده از آن برای حرکت دادن بدن و تغییر مسیر به بهترین نحو در کرم های خاکی وجود دارد. به همین جهت این موجودات الگوی اصلی طراحی ربات «CMMWorm» (کرم توری ماژولار فرمانبردار) بوده اند.

طرح کرم رباتیک به دلیل انعطاف پذیری بالا در امور مختلفی مانند اندوسکوپی بدن انسان، تا بررسی دلیل گرفتگی لوله های بزرگ مورد استفاده قرار می گیردکاربرد دارد.

ربات Cheetah 3

یکی از محصولات آزمایشگاه پروفسور کیم، ربات «Cheetah 3» است که با وزن ۴۰ کیلوگرم، حرکات و عکس العمل هایی مانند گربه سانان دارد. این ربات برای حرکت در محیط های خطرناک و غیر قابل دسترسی توسط انسان مانند نیروگاه های اتمی پس از حوادث ساخته شده است.

 

 

نسل های قبلی ربات مورد بحث توانایی دوندگی و پریدن خودکار از روی موانعبا سرعت بسیار کمتری نسبت را داشتند که در نسخه جدید، امکان انجام تمام فعالیت های قبلی بدون استفاده از دوربین ها فراهم شده است. ربات Cheetah 3 حالا درک بهتری از محیط دارد. آن بدون دوربین در محیط های کاملاً تاریک یا بسیار پرنور و شلوغ، وظایف خود را به بهترین نحو انجام می دهد.

کمپانی Sharklet

الگوبرداری از طبیعت تنها به دنیای ربات ها بلکه در مهندسی مواد نیز استفاده می شود.

 

 

سمت راست پوست کوسه و سمت چپ متریال Sharklet پوست کوسه ساختار راه راه و الماسی شکل دارد

در سال ۲۰۰۲ دکتر «آنتونی برنان» استاد علوم و مهندسی مواد دانشگاه فلوریدا پژوهشی را برای جلوگیری از رشد جلبک و سایرکشتی‌چسب‌ها به بدنه وسایل حمل و نقل دریایی آغاز کرد.

وی در طول انجام پژوهش، دریافت پوست کوسه ها که در اغلب اوقات به آرامی در حال شنا کردن زیر آب هستند، عاری از هرگونه جلبک بوده و احتمالاً پاسخ پرسش های او را در خود دارد. دکتر برنان با مطالعه بیشتر و انجام تحقیقات مختلف روی کوسه ها متوجه ساختار راه راه و الماسی شکل پوست کوسه شد که از تجمع و رشد میکروارگانیزم ها جلوگیری می کند.

پبا کشف خاصیت پوست کوسه، کاربردها آن را فراتر از پاک نگه داشتن بدنه کشتی ها دید و با تأسیس کمپانی «Sharklet»، روشی جایگزین برای پاک کننده های شیمیایی سمی ارائه داد.

ربات SpotMini

در نهایت ربات «SpotMini» با الگوبرداری از سگ ساخت بوستون داینامیکس را داریم. این ربات به راحتی در منزل یا محل کار قابل استفاده است.

SpotMini با وزن ۳۰ کیلوگرم و ارتفاع ۱ متر، با هر بار شارژ ۹۰ دقیقه کار می کند و با توجه به ویدیوهای منتشر شده، توانایی بازکردن درها و عبور از برخی موانع را دارد. طبق اظهارات کمپانی، سگ رباتیک اسپات مینی مرحله پیش تولید شده و از سال ۲۰۱۹ به بازار عرضه خواهد شد.