الخميس , يونيو 20 2019
الرئيسية / علوم / روبوتات طائرة تتصرف مثل الطيور الطنانة Hummingbirds
الطيور الطنانة

روبوتات طائرة تتصرف مثل الطيور الطنانة Hummingbirds

ربوتات الطيور الطنانة : يستخدم الروبوت الطائر الطنان Hummingbird robot الذكاء الإصطناعي artificial intelligence AI للذهاب إلى أماكن لا تستطيع الذهاب إليها عما قريب .

ماذا الذي يمكنه أن يطير مثل الطيور و يحوم  كالحشرات؟

إنه ببساطة طائر الطنان اللطيف الذي يعيش في حيك .ولو أن الطائرات بدون طيار كان لديها هذا التحرير والسرد ، فإنها ستكون قادرة على المناورة بشكل أفضل من خلال المباني المنهارة وغيرها من المساحات التي تعمها الفوضى للعثورعلى ضحايا محاصرين.

جامعة بوردو في مقدمة صناعة الروبوتات الطائرة

و قد قام باحثون من جامعة بوردو Purdue University بتصميم و هندسة روبوتات طيران تتصرف مثل الطيور الطنانة ، و التي تم تدريبها بواسطة خوارزميات التعلم الآلي على أساس تقنيات مختلفة يستخدمها الطائر بشكل طبيعي كل يوم.

وهذا يعني أنه بعد التعلم من المحاكاة ،  فإن الروبوت “يعرف” كيفية التحرك من تلقاء نفسه مثل الطائر الطنان ، و ذلك كإدراكه مثلاً متى يتوجب عليه إجراء مناورة الهروب.

و يسمح الذكاء الاصطناعي  إلى جانب الأجنحة المرفرفة المرنة أيضاً للروبوت بتعليم نفسه حيلاً جديدة.

، فعلى سبيل المثال ، وعلى الرغم من عدم قدرة الروبوت على الرؤية حتى الآن ، فإنه يستشعر من خلال لمس الأسطح .  حيث أن كل لمسة تغير تياراً كهربائياً ، و الذي أدرك الباحثون أنه يمكنهم تتبعه .

وقالت شينيان دينغ Xinyan Deng ، وهي أستاذة مشاركة في الهندسة الميكانيكية في بوردو Purdue : “يمكن للروبوت إنشاء خريطة بشكل أساسي دون رؤية محيطه.

كما أنه من الممكن أن يكون ذلك مفيداً في موقف قد يكون فيه الروبوت يبحث عن ضحايا في مكان مظلم – وهذا يعني إضافة مستشعرواحد أقل وذلك عندما نمنح الروبوت القدرة على الرؤية “.

وسيقدم الباحثون أعمالهم عما قريب  في 20 مايو/أيار في مؤتمر IEEE الدولي لعام 2019 حول الروبوتات والأتمتة International Conference on Robotics and Automation في مونتريال.كما يتوفر مقطع فيديو على  YouTube حول هذه التقنية على الرابط التالي :

ولا يمكن جعل الطائرات بدون طيار صغيرة جداً إلى حد نهائي ، و ذلك نظراً للطريقة التي تعمل بها الديناميكا الهوائية التقليدية.  إذ أنها لن تكون قادرة على توليد ما يكفي من الرفع لدعم وزنها .

إلا أن الطيور الطنانة لا تستخدم الديناميكا الهوائية التقليدية – حيث أن أجنحتها مرنة ولينة . وقالت دنغ  : ” ببساطة ، إن الفيزياء مختلفة ؛ حيث أن الديناميكا الهوائية غير مستقرة بطبيعتها ، و ذلك مع وجود زوايا عالية و حاسمة من الهجوم و الارتفاع العالي. وهذا يدعم إمكانية تواجد حيوانات طائرة أصغر حجماً ، كما يمكننا  أيضاً أن نقلص من الروبوتات ذات الجناح المرفرف “.

فك تشفير طيران الطائر الطنان Hummingbirds

و لقد حاول الباحثون لسنوات فك تشفير طيران الطائر الطنان  و ذلك بغية أن يتمكن الإنسان الآلي من الطيران في الأماكن التي لا تستطيع الطائرات الكبيرة أن تفعل . وفي عام 2011 ، قامت شركة AeroVironment ، بتكليف من داربا DARPA ، وهي وكالة تابعة لوزارة الدفاع الأمريكية U.S. Department of Defense ، ببناء طائر طنان آلي كان أثقل من الطائر الحقيقي ولكن ليس بنفس سرعته ، و ذلك مع وجود ضوابط طيران تشبه المروحية وإمكانية محدودة للمناورة . و لقد تطلب ذلك من الإنسان أن يكون وراء جهاز التحكم عن بعد في جميع الأوقات.

و قامت مجموعة دينج ومعاونوها بدراسة الطيورالطنانة بأنفسهم ولأشهر صيف متعددة  في مونتانا Montana . حيث وثقوا مناورات طائر الطنان الرئيسية ، مثل الدوران السريع بمقدار 180 درجة ، وترجموها إلى خوارزميات خاصة بالكمبيوتر، و التي من الممكن أن يتعلمها الروبوت عندما يتم توصيله بمحاكاة.

كما سمحت الدراسة الإضافية حول فيزياء الحشرات والطيور الطنانة لباحثي بوردو ببناء روبوتات أصغر من الطيور الطنانة – وحتى بصغر حجم الحشرات –  و ذلك دون المساس بالطريقة التي يطيرون بها. و تقول دنغ Deng أنه كلما كان الحجم أصغر ، كلما زاد تردد خفقان و رفرفة الجناح ، وكان الطيران أكثر كفاءة.

و تمتلك الروبوتات أجسام ثلاثية الأبعاد ، وأجنحة مصنوعة من ألياف الكربون وأغشية مقطوعة بالليزر. و قد صمم الباحثون روبوتاً واحداً  للطير الطنان يزن 12 جراماً – و هوما يعادل في المتوسط وزن طيرطنان بالغ – و روبوتاً آخر بحجم حشرة يزن 1 غرام. ويمكن أن يرفع روبوت الطائر الطنان  مقداراً أكثر من وزنه ، يصل حتى 27 غراماً.

وإن تصميم روبوتاتهم ذات الرفع العالي أتاح للباحثين مساحة أكبر للمناورة  و ذلك من خلال إضافة بطارية وتقنية استشعار في نهاية المطاف ، مثل الكاميرا أوتقنية ال GPS. و يقول الباحثون أنه و في الوقت الحالي ، يحتاج الروبوت إلى ربطه بمصدر للطاقة أثناء تحليقه – و لكن هذا لن يكون لفترة أطول .

تقدم مهم .. الطيران بصمت

و باستطاعة الروبوتات أن تطير بصمت تماماً كما يفعل طائرالطنان الحقيقي ، مما يجعلها أكثر مثالية للعمليات السرية.  و تتميز هذه الروبوتات بثباتها أثناء الاضطرابات و أعمال الشغب ، وهو ما أظهره الباحثون من خلال اختبار الأجنحة المقاسة ديناميكياً في خزان النفط.

ويحتاج الروبوت محركين فقط ، ويمكنه التحكم في كل جناح بشكل مستقل عن الآخر ، وهو ما  تقوم به الحيوانات الطائرة عند تأديتها لمناورات رشيقة للغاية في الطبيعة.

و قد علقت دينغ على ذلك قائلة : ” يمتلك الطائر الطنان الفعلي مجموعات متعددة من العضلات للقيام بأدائه و توجيه الضربات ، و لكن يجب أن يكون الروبوت خفيفاً قدرالإمكان ، بحيث يكون لديك أقصى أداء بأقل وزن”.

الطنان الآلي سيساعد في تطوير الروبوتات الطائرة

و لن تساعد الطيور الطنانة الآلية في مهمات البحث والإنقاذ فحسب ، بل ستسمح أيضاً لعلماء الأحياء بدراسة الطيور الطنانة بشكل أكثر موثوقية في بيئتهم الطبيعية من خلال حواس الروبوت الحقيقي .

تقول دينغ : ” لقد تعلمنا من علم الأحياء بناء الروبوت ، والآن يمكن أن تحدث الاكتشافات البيولوجية بمساعدة إضافية من الروبوتات “.

و تتوفر تقنيات المحاكاة من مصدرعام مفتوح على الموقع التالي : https://github.com/purdue-biorobotics/flappy.

ويجدر التنويه هنا إلى أنه  قد تم دعم المراحل المبكرة من العمل مالياً ، بما في ذلك تجارب الطائر الطنان في مونتانا Montana بالتعاون مع مجموعة بريت توبالسك Bret Tobalske’s group في جامعة مونتانا University of Montana ، من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم the National Science Foundation .

و يتماشى هذا العمل مع احتفال جامعة بوردو بقفزاتها العملاقة ، و مع الاعتراف بالتقدم العالمي للجامعة المحرز في الذكاء الاصطناعي ، الخوارزميات والأتمتة كجزء من الذكرى المائة و الخمسون 150 لجامعة بوردو.

وهذا هو أحد الموضوعات الأربعة لمهرجان الاحتفال  بالأفكار على مدار العام ، والذي تم تصميمه لعرض بوردو كمركز فكري يحل قضايا العالم الحقيقي.

المصدر

عن إدارة الترجمة

مجموعة من المترجمين المحترفين بموقع تركواز بوست معنيين بترجمة كل ماهو جديد ومميز

شاهد أيضاً

ألبرت أينشتاين

ألبرت أينشتاين : كيف أرى العالم

ألبرت أينشتاين عالم الفيزياء المعروف، ألماني المولد (ولد في 14 مارس/آذار 1879 و توفي في …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *