طلاب يبتكرون روبوت على هيئة ذبابة

  • أطلق مختبر الأستاذ الجامعي بافان رامديا في معهد عقل الدماغ، ومختبر الأستاذ الجامعي باسكال فوا في معهد علوم الحاسوب، التابعان لكلية لوزان الاتحادية للفنون التطبيقية، بحثًا جديدًا عن روبوت على شكل ذبابة.

    وللذباب خصائص وقدرات تفيد في تصميم جديد للأنظمة الروبوتية؛ وقال رامديا «انظر إلى قدرات الذبابة، بإمكانها أن تعبر تضاريس لا يمكن لروبوتات العجلات التحرك فيها. وباستطاعة الذباب تسلق أي منطقة تقريبًا خلافًا لمعظم الفقاريات، إذ تلتصق بالجدران والأسقف لامتلاكها بطانة لزجة ومخالب على أطراف أرجلها، ما يمكنها من الذهاب إلى أي مكان، وتتيح لها قدرتها على الاستراحة على أي سطح التحكم باستهلاك طاقتها منتظرة اللحظة المناسبة للتحرك

    وكانت فكرة اكتشاف المبادئ التي تحكم سلوك الذباب للاستفادة منها في تصميم الروبوتات، هي التي دفعت الباحثين إلى تطوير تقنية ديب فلاي 3 دي: نظام التقاط الحركة لذبابة الفاكهة وهي كائن نموذجي يستخدم بكثرة في علم الأحياء.

    وتسير الذبابة في التحضيرات التجريبية لرامديا على كرة عائمة صغيرة بينما تسجل سبع كاميرات حركاتها، ويلصق الجانب العلوي من الذبابة على منصة ثابتة بحيث تبقى الذبابة ثابتة في مكانها أثناء المشي على الكرة، لتدور الكرة العائمة من تحتها أثناء سيرها لتظن الذبابة أنها حرة الحركة.

    ثم تُعالج الصور الملتقطة بالكاميرات بتقنية ديب فلاي 3 دي؛ وهو برنامج تعلم عميق طوره سيميه جونيل، طالب الدكتوراه الذي يعمل مع مختبري راميدا وفوا.

    وقال رامديا «يعد هذا مثالًا جيدًا على ضرورة التعاون بين الاختصاصات المتعددة ودورها في التحولات العلمية. إذ تمكنا من التغلب على تحدٍ قائم منذ مدة طويلة من خلال الاستفادة من علوم الحواسيب وعلم الأعصاب

    وما يميز تقنية ديب فلاي 3 دي قدرتها على إظهار الوضع ثلاثي الأبعاد للذبابة أو أي حيوان آخر، ما يعني قدرتها على التنبؤ التلقائي وإجراء قياسات سلوكية بدقة غير مسبوقة لمجموعة متنوعة من التطبيقات البيولوجية.

    ولا يحتاج البرنامج إلى معايرة يدوية، إذ يستخدم صور الكاميرا تلقائيًا لاكتشاف وتصحيح أي أخطاء يرتكبها في حساباته المتعلقة بوضعيات الذبابة. فضلًا عن استخدام التعلم النشط لتحسين أدائه.

    وتتيح تقنية ديب فلاي 3 دي نمذجة ثلاثية الأبعاد لحركات ووضعيات ومفاصل الذبابة بكفاءة ودقة كبيرة. ويمكن أن تؤدي التقنية إلى طريقة قياسية لنمذجة تلقائية ثلاثية الأبعاد للكائنات الأخرى أيضًا.

    وأضاف رامديا «توازِن الذبابة بين السلاسة والتعقيد بجودة كبيرة، وإذا تمكنا من معرفة كيفية فعلها لما تقوم به، يمكننا أن نُحدث تأثيرًا مهمًا في علم الروبوتات والطب، والأهم من هذا كله هو قدرتنا على اكتساب هذه الأفكار في فترة زمنية قصيرة نسبيًا

    حمّل تطبيق جريدة عالم رقمي الآن