به گزارش ثریا - اگر فکر می‌کنید زندگی پرمشغله‌ای دارید، به ستاره‌های دریایی فکر کنید: موجوداتی که بدون داشتن مغز مرکزی، باید حرکت صدها پای لوله‌ای کوچک خود را در محیط‌های پیچیده هماهنگ کنند.
این موجودات برای آزمایشگاه حرکت الهام‌گرفته از زیست‌شناسی کانسو در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، پدیده‌ای جذاب محسوب می‌شوند. این آزمایشگاه، متخصص رمزگشایی فیزیک جریان در سامانه‌های زنده است و معمولاً از این بینش‌ها برای پیشبرد فناوری رباتیک استفاده می‌کند.
هر پا به صورت مستقل عمل می‌کند
مقاله اخیر این آزمایشگاه (منتشرشده در نشریه مقالات آکادمی ملی علوم آمریکا/ PNAS) نشان می‌دهد که حرکت ستاره دریایی نه توسط مغز، بلکه با اجرای یک قانون ساده در هر پا کنترل می‌شود: اگر نیروی کششی زیادی به پا وارد شد (یعنی چسبیدن سخت شد)، رها کن. اگر نیروی کمی وارد شد (یعنی شرایط برای کشیدن مساعد بود)، محکم بگیر و بکِش. این حسگر فشار ساده، کل سامانه هوشمند حرکت غیرمتمرکز را می‌سازد: هر پای لوله‌ای این قانون را به طور مستقل اجرا می‌کند و در نتیجه، کل بدن به طور هماهنگ به حرکت درمی‌آید.
پروفسور ایوا کانسو (Eva Kanso)، مدیر آزمایشگاه، توضیح می‌دهد: ما همراه زیست‌شناسان، با استفاده از چاپگر سه‌بعدی یک ابزار آزمایشگاهی مخصوص شبیه به کوله‌پشتی برای ستاره دریایی طراحی کردیم. با افزودن و کاهش وزن این کوله‌پشتی، توانستیم واکنش هر پای ستاره دریایی به بار اضافی را مشاهده و اندازه‌گیری کنیم.
کشف: تصمیم‌گیری محلی به جای کنترل مرکزی
آنچه پژوهشگران کشف کردند این بود: هر پا به طور مستقل به تغییرات بار واکنش نشان می‌داد. کانسو می‌گوید: از ابتدا فرض کردیم که ستاره‌های دریایی از یک راهبرد کنترل توزیع‌شده سلسله‌مراتبی استفاده می‌کنند؛ جایی که هر پا بر اساس سرنخ‌های مکانیکی محلی، تصمیم می‌گیرد چه زمانی به سطح بچسبد یا جدا شود.
مدل ریاضی که هماهنگی را توضیح می‌دهد
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیای جنوبی یک مدل ریاضی توسعه دادند که نشان می‌دهد چگونه قواعد کنترل ساده و محلی، به واسطه مکانیک بدن به هم مرتبط می‌شوند؛ یعنی وقتی یک پا منقبض می‌شود و بخشی از بدن را به سمت خود می‌کِشد، این کشش از طریق بافت انعطاف‌پذیر به پاهای کناری منتقل می‌شود و نیروی وارد بر آن‌ها را تغییر می‌دهد و در نهایت کل بدن به صورت هماهنگ حرکت می‌کند.
کاربرد تحول‌آفرین در علم رباتیک
این الگوی حرکتی هوشمند، که در آن هر بخش بر اساس وضعیت خودش واکنش نشان می‌دهد، گزینه‌ای مطلوب برای ساخت ربات‌های نرم و چندبخشی است. کاربرد چنین سامانه‌ای بسیار گسترده خواهد بود: از ربات‌های جست‌وجوگر در خشکی و زیردریایی‌ها گرفته تا کاوشگرهای فضایی در سیارات دیگر.
هدف، ساخت ربات‌هایی است که بتوانند در سطح‌های ناهموار، دیوارهای عمودی یا حتی در حالت واژگونی، یعنی در مکان‌هایی که ارسال فرمان به‌صورت مداوم از یک مرکز کنترل یا از سوی انسان ممکن نیست، حرکت کنند.
آزمایش وارونه
کانسو می‌گوید: وقتی انسان روی دست‌هایش می‌ایستد، بدنش نسبت به حالت عادی وارونه می‌شود. در یک آزمایش، ستاره دریایی را وارونه کردیم و به پشت برگرداندیم؛ اما برخلاف انسان که در این حالت نیاز به تلاش آگاهانه و تعادل دارد، پاهای لوله‌ای ستاره دریایی به طور خودکار و بدون نیاز به فکرکردن، به حرکت ادامه دادند.
مزیت کلیدی: استحکام با پشتیبانی چندگانه
ستاره دریایی به جای یک فرمانده مرکزی، از اطلاعات محلی هر پا استفاده می‌کند که هرکدام فشار جاذبه را جداگانه احساس می‌کنند. هماهنگی حرکتی از اتصال مکانیکی پاها به بدن ایجاد می‌شود؛ وقتی یک پا فشار وارد می‌کند، این نیرو به دیگر پاها منتقل می‌شود؛ بنابراین، اگر یک یا چند پا از کار بیفتند، کل سامانه متوقف نمی‌شود و این به معنای مقاومت بالا و انعطاف‌پذیری چشمگیر است.
این ویژگی برای ربات‌های خودکار که ممکن است در محیط‌های خشن واژگون شوند، بار خود را از دست بدهند یا ارتباطشان با مرکز کنترل قطع شود، یک مزیت حیاتی محسوب می‌شود. برخلاف موجودات سریع (مانند حشرات یا ورزشکاران) که برای حرکت به الگوهای ثابت از پیش تعیین‌شده در مغز متکی‌اند، ستاره‌های دریایی با حرکتی آهسته، توانایی سازگاری لحظه‌ای با تغییرات محیط را دارند.
درس نهایی برای رباتیک فردا
این پژوهش ثابت می‌کند که در جهان پیش‌بینی‌ناپذیر، گاه یک هوش پراکنده در بخش‌های مختلف سامانه، کارآمدتر از یک فرماندهی متمرکز عمل می‌کند. این درس می‌تواند مسیر طراحی ربات‌های آینده برای مأموریت در محیط‌های ناشناخته را تغییر دهد.
منبع : سامانه هوشمند
مهلت دانشجویان الزهرا(س) برای ثبت‌نام وام تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی
اعلام نتیجه اولیه آزمون سردفتری اسناد رسمی نوبت سال ۱۴۰۴
مجموعه‌رباعی «دوستش داشته باش» سروده میلاد عرفان‌پور منتشر شد
روایت زندگینامه شهید حاج اسماعیل رضایی منتشر می‌شود
۱۵ درصد مدارس کشور در برنامه بازرسی‌های دوره‌ای قرار می‌گیرند
ارائه ۸۵ طرح دانش‌آموزی در بیست‌وهشتمین جشنواره جوان خوارزمی
تصویر منتشر شده از جاسک
تصویری از عملیات های نیروی هوایی ارتش در شب های اخیر
رژیم چنج در آمریکا رخ داد+عکس
امروز آخرین مهلت اعتراض به آزمون‌های ارشد و دکتری علوم پزشکی
نسخه پیشنهادی سند حکمرانی نظام‌های ارزیابی آموزش عالی بررسی شد
طرح نوین تغذیه با محوریت دانشجویان اجرا می‌شود
پژوهش مسئله‌محور؛ کلید استفاده واقعی از ظرفیت علمی دانشگاه‌ها
استارلینک پایان حکمرانی ارتباطات در ایران است؟
هکرها با دمای بانک خون فرانسه بازی کردند و آن را بالا بردند
تصویب کلیات آیین‌نامه جدید ارتقای اعضای هیئت علمی
دانشگاه شهید بهشتی دلایل عدم تعلق وام دانشجویی را اعلام کرد
فاز دوم آمایش آموزش عالی به‌روز شد
داریوش فرهنگ گوینده یک مستند شد
ابلاغ مصوبه جدید شرکت مجدد در آزمون دستیاری پزشکی توسط رئیس جمهور
رابرت پتینسون با چهلمین جایزه سینماتک آمریکا تجلیل می‌شود
اجرای کنسرت‌نمایش «فرهاد» در تماشاخانه نوفل لوشاتو
اجرای نمایش «خاک نشینان» در فرهنگسرای نیاوران
شکست ترامپ سوژه کارلوس لطوف شد
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفه‌ای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
تأکید بر حمایت از ظرفیت‌های بومی امنیت سایبری
لزوم متناسب‌سازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
دانش‌آموزان ایران پای آرمان‌های انقلاب و دفاع از وطن ایستاده‌اند
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
فوتبال از مدرسه تا تیم ملی؛ وعده تازه برای کشف استعداد در دانش‌آموزان
ایلان ماسک اسپیس ایکس و تسلا را ادغام می‌کند؟
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاه‌ها برای ایجاد رشته جدید
با وجود تحریم‌ها، تجهیزات کوانتومی بومی در حال ساخت است
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
تغییر و به‌روزرسانی ۵۰ تا ۷۰ درصدی رشته‌های کشاورزی
گوگل به مدارس هشدار داد
دختران ایرانی در جستجوی «خود»؛ هویت در میدان کشمکش سنت و مدرنیته
روز مبارزه با استکبار، روز به خاک مالیدن پوزه قلدران وحشی خواهد شد
قرآن از راز ماندگاری قدرت فرعون می‌گوید
آغاز کار نگارش جلد دوم مجموعه چهار جلدی «کربن‌شناسی»
آیا بانک‌ها برای خلق پول به مجوز فقهی نیاز دارند؟
مسجد باید میدان‌دار اصلی فعالیت‌های قرآنی جامعه شود
وام تحصیلی دانشجویان برتر، ممتاز و متأهل ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
ثبت‌نام وام‌های تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی دانشجویان شروع شد
اعلام فهرست رشته‌های پذیرش مستقیم دستیاری تخصصی از بین پزشکان عمومی
وزیر علوم: پیوند دانش و فناوری، قدرت ملی را افزایش می‌دهد
مسئولیت شرعی والدین در قبال نیازهای فرزندان امروز چیست؟
موج جدید هک سوپرمارکت‌های اروپا
سرلشکر رضایی: ملت ایران شکست بزرگی را به ترامپ تحمیل کرد
واکنش کاخ سفید پس از شکست جمهوری‌خواهان در انتخابات میان‌دوره‌ای+عکس
شکار پهپادهای آمریکایی سوژه توییت سخنگوی سپاه+عکس
پاسخ صمیمانه فرمانده نیروی دریایی سپاه به نامه دختران جهادگر مازندرانی+عکس
بت ترامپ با شکست در جنگ با ایران ترک برداشت+عکس
زلزلهٔ ۳.۱ ریشتری در عمق ۱۵ کیلومتری زمین، بیرم فارس را لرزاند
انتخابات میان‌دوره‌ای آمریکا و ضربه سیاسی بزرگ به دونالد ترامپ
کنایه سفارت ایران در لندن به ترامپ پس از شکست انتخاباتی +عکس
تب هوش مصنوعی در شرکت‌ها هم داغ شد
علت فوت حمید علیدوستی چه بود؟
داروهایی که به نفع ویروس عمل می‌کند و سلامت بیمار را به خطر می‌اندازد
کشف یک جرم مرموز در لبه منظومه شمسی توسط اخترشناسان
تصویر روز ناسا از شب در سیاره‌ای وهم‌انگیز
کنجکاوی کودک تا کجا باید درباره تلفن همراه والدین پیش برود؟
کتاب صوتی «پل‌های مدیسون کانتی» منتشر شد
چرا از قهرمانان فقط مدال‌هایشان را می‌بینیم؟
کتاب «هم‌سفیر» منتشر شد
ستاره اسکندری پس از هفت سال به صحنه تئاتر بازمی‌گردد
کمبود جدی فضای آموزشی در مناطق حاشیه‌ای و پرتراکم شهری
دانش‌آموزان قرآنی شایسته قدردانی هستند
چرا سریال «روشنایی شب» با واکنش رسانه صهیونیستی مواجه شد؟
محدودیت دسترسی به اطلاعات اسلحه‌ها برای نوجوانان در چت جی پی تی
ثبت‌نام آزمون انتخاب حسابدار رسمی سال ١۴۰۵ آغاز شد؛ اعلام زمان آزمون
تسهیلات جدید برای قبولی‌های ارشد و دکتری از سوی وزارت علوم
نمرات مردودی دانشجویان ورودی ۱۴۰۲ به بعد در معدل کل محاسبه نمی‌شود
تفکیک مسیر ارتقای اساتید علوم انسانی از رشته‌های مهندسی و کشاورزی
امکان ویرایش معدل و سهمیه در آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی فراهم شد
کلیداولیه آزمون دکتری تخصصی علوم پزشکی۱۴۰۵ منتشر شد
ثبت‌نام وام‌های تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی دانشجویان شروع شد
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
اعلام فهرست رشته‌های پذیرش مستقیم دستیاری تخصصی از بین پزشکان عمومی
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفه‌ای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
وزیر علوم: پیوند دانش و فناوری، قدرت ملی را افزایش می‌دهد
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
موج جدید هک سوپرمارکت‌های اروپا
دانش‌آموزان ایران پای آرمان‌های انقلاب و دفاع از وطن ایستاده‌اند
پاسخ صمیمانه فرمانده نیروی دریایی سپاه به نامه دختران جهادگر مازندرانی+عکس
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
لزوم متناسب‌سازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
مسئولیت شرعی والدین در قبال نیازهای فرزندان امروز چیست؟
وام تحصیلی دانشجویان برتر، ممتاز و متأهل ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاه‌ها برای ایجاد رشته جدید
زلزلهٔ ۳.۱ ریشتری در عمق ۱۵ کیلومتری زمین، بیرم فارس را لرزاند
روز مبارزه با استکبار، روز به خاک مالیدن پوزه قلدران وحشی خواهد شد
دختران ایرانی در جستجوی «خود»؛ هویت در میدان کشمکش سنت و مدرنیته
بت ترامپ با شکست در جنگ با ایران ترک برداشت+عکس
کنایه سفارت ایران در لندن به ترامپ پس از شکست انتخاباتی +عکس
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
آغاز کار نگارش جلد دوم مجموعه چهار جلدی «کربن‌شناسی»
قرآن از راز ماندگاری قدرت فرعون می‌گوید
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
شکار پهپادهای آمریکایی سوژه توییت سخنگوی سپاه+عکس
سرلشکر رضایی: ملت ایران شکست بزرگی را به ترامپ تحمیل کرد
تغییر و به‌روزرسانی ۵۰ تا ۷۰ درصدی رشته‌های کشاورزی
آیا بانک‌ها برای خلق پول به مجوز فقهی نیاز دارند؟
واکنش کاخ سفید پس از شکست جمهوری‌خواهان در انتخابات میان‌دوره‌ای+عکس
دانشگاه شهید بهشتی دلایل عدم تعلق وام دانشجویی را اعلام کرد
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.