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
مرور آثاری که با موضوع غدیر خلق شدند
سیمای فراتاریخی «قهرمان مردم» در لایههای هنر، عرفان و ادبیات
غدیر برای کودک نیازمند تخیل است
استقبال از کتابهای رهبر شهید انقلاب در نمایشگاه مجازی کتاب
اجماع اولیه فرو ریخت/ خبرگان بر روی رهبر شهید به توافق نرسیدند
مردم ما شایستگی «شیعه علی (ع)» بودن را اثبات کردند
مداح بحرینی سلب تابعیت شده به ایران میآید
غدیرخم تبیینگر مدل حکمرانی الهی و الگوی زیست مؤمنانه است
حمایت از ۳۵۰ استاد برای هدایت تحقیقات
تاثیر معدل در کنکور به دلیل غیبت شما هنوز بررسی نشده است
آیتالله فیاض رحلت کرد/ مرجعی که آیتالله خویی او را نور چشمش می دانست
تبعید به نجف، برگی تازه در روایت مرجعیت امام گشود
غدیر؛ واقعهای فراتر از تاریخ با ابعاد کلامی و تمدنی
تنگه هرمز را بیشتر بشناسید
حقوق اساتید چه نیازهایی را برآورده میکند؟
جزئیات آزمون مرحله غیرمتمرکز سی و یکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
شیوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای غیرانتفاعی اعلام شد
درخواست جمعی از اساتید حوزه علمیه برای دفن امام شهید در شهر مقدس قم
اعتراض دانش آموزان به تاثیر قطعی معدل بر کنکور
دل نوشته فرهاد قائمیان به مناسبت فرا رسیدن عید سعید غدیر خم
انتشار تازهترین اثر محسن چاوشی برای تکریم بیماران صعب العلاج
چگونه ابوترابی نقشه بعثیها برای قتلعام اسرا را ناکام گذاشت؟
مهمترین پیام اجتماعی غدیر اتحاد ملی ملتهاست
نابودی نیروی دریایی صدام به روایت یک نوجوان در این کتاب خواندنی
علی (ع) الگوی کامل انسانِ قهرمان و تولد در جهانی نمادین
چطور فوتبال به سلاح مخفی پنتاگون تبدیل شد؟
تصاویر کاتالوگ بزرگترین تولیدکننده آنتیبادی جنجال آفرین شد
آیا واقعا میتوان گسلهای تهران را فعال کرد؟
هوش مصنوعی ایلان ماسک طی ۴ روز یک جهان را نابود کرد
زمانبندی امتحانات دانشگاه شهیدبهشتی به دلیل برگزاری آزمون ارشد تغییرکرد
غدیر حلقهای است که سنتهای مذهبی را به فرهنگ ملی پیوند میزند
ریاکاریهای بنی عباس کتاب و منتشر شد
جشن مردمی غدیر؛ دانشگاه تربیتی تمدنسازی
وزیر آموزش و پرورش: هیچ ابزاری نمیتواند جای کتاب و کتابخوانی را بگیرد
اتاق ماهواره دانشگاه علم و صنعت به موزه جنگ تبدیل میشود
حسین گل گلاب مردی که با این شعر در ایران ماندگار شد
روایتی از غدیر فراتر از یک واقعه تاریخی در کتاب «زیارت غدیریه»
اصل ماجرای شایعه استعفای پزشکیان چه بود؟
راهاندازی رشته «موسیقی ردیف دستگاهی» در دانشگاه استاد فرشچیان
ثبت نام کودکان این کشور در اینستاگرام و تیک تاک ممنوع شد
چرا توصیه شده زیارت جامعه کبیره بخوانیم؟ مداومت آیت الله بهجت
نسخه بنیاد علم برای توقف افت علمی دانشگاهها
خسارت جنگ به ۶۰ شرکت فناوری دانشگاه شریف
حسین سیب سرخی به سوگ مادر نشست
گردهمایی اندیشمندان جهان اسلام در نشست بین المللی غدیر، ولایت و وحدت برگزار میشود
نمایشگاه عکس فیلمهای احمدرضا درویش با عنوان «سرزمین خورشید» افتتاح شد
آهنگ جدید علیرضا قربانی برای ایران منتشر شد
امام هادی(ع) چگونه تهدید محاصره را تبدیل به فرصت ایجاد شبکه وکالت کرد؟
پرفروشترین کتابهای نمایشگاه مجازی کتاب هفتم مشخص شدند
خانم خبرنگار: نقد کتاب گمشده امروز رسانههاست
جامعه ایرانی با تکیه بر دینداری و مقاومت سرمایهای عظیم برای کشور است
آیتالله رشاد: فهم معارف ولایت، توفیقی از جانب خداست
استاد داوری اردکانی: بود و نبود فلسفهای که با نظم زندگی در هماهنگی نباشد، یکی است
بازخوانی و تحلیل پیامهای رهبر انقلاب در دانشگاه آزاد اسلامی
مهلت ثبتنام کارشناسی ارشد پردیس بینالمللی دانشگاه امیرکبیر تمدید شد
احتمال تغییر در تقویم آموزشی دانشگاهها برای مدیریت بحران انرژی قوت گرفت
ایران با ارتقای دو پلهای در رتبه ۶ جهانی مدارک علمی پراستناد قرار گرفت
برنامه کامل زمان بندی آزمونهای سال ۱۴۰۵ اعلام شد
اعتراف به ضعفهای کاخ سفید در دوران بایدن در کتاب خاطرات همسرش
چگونه یک بنای ایرانی، معماری غرب را دگرگون کرد؟
در اینجا کتابها بیشتر از اسباببازی فروش رفتند
استوری پرواز همای به یاد شهدای جنگ رمضان
تصویر دیده نشده از شهید نصرالله و سپهبد سلامی و محمد پاکپور
«دولتشهر تنها»، خرده روایت هایی از روستاهای کردنشین و محله های تهران
شاهنامه چگونه سیستم ایمنی جامعه ایرانی را تقویت میکند؟
وزیر ارشاد: تجمعات خیابانی اکسیر شجاعت مردم ایران را تکثیر کرد
کاظمی: پیشنهادات تاثیر قطعی معدل در کنکور به شورای عالی انقلاب فرهنگی ارائه شد
وزیر آموزش و پرورش: نهضت عدالت آموزشی فقط مدرسهسازی نیست
امسال تمامی مراحل ثبت نام دانش آموزان غیرحضوری انجام میشود
امتحانات پایههای اول تا دهم از امروز آغاز میشود
محکومیت ۱۲ میلیاردی فرزاد فرزین باطل شد
عروسی خون در «کشتارگاه» را ببینید
بازدیدهای به وقت ایران ۱۰ میلیونی شد
زمان دقیق برگزاری کنکور سراسری و ارشد ۱۴۰۵ اعلام شد
مدل جدید چت جی پی تی تبدیل به سلاح بانک های ژاپنی در مقابل هکرها شد
میز مطالعات اجتماعی جنگ در وزارت علوم تأسیس شد
بازگشت تدریجی به محیطهای دانشگاهی آغاز شد
وطندوستی در ذهنیت ایرانی اصل مسلم است
«بچه مردم» به جشنواره زلین جمهوری چک میرود
«صبح روز چهلم» روی آنتن میرود؛ روایتی از جنگ رمضان
برنامه کامل زمان بندی آزمونهای سال ۱۴۰۵ اعلام شد
بازگشت تدریجی به محیطهای دانشگاهی آغاز شد
زمان دقیق برگزاری کنکور سراسری و ارشد ۱۴۰۵ اعلام شد
میز مطالعات اجتماعی جنگ در وزارت علوم تأسیس شد
ایران با ارتقای دو پلهای در رتبه ۶ جهانی مدارک علمی پراستناد قرار گرفت
احتمال تغییر در تقویم آموزشی دانشگاهها برای مدیریت بحران انرژی قوت گرفت
بازدیدهای به وقت ایران ۱۰ میلیونی شد
«بچه مردم» به جشنواره زلین جمهوری چک میرود
کاظمی: پیشنهادات تاثیر قطعی معدل در کنکور به شورای عالی انقلاب فرهنگی ارائه شد
محکومیت ۱۲ میلیاردی فرزاد فرزین باطل شد
زمانبندی امتحانات دانشگاه شهیدبهشتی به دلیل برگزاری آزمون ارشد تغییرکرد
«صبح روز چهلم» روی آنتن میرود؛ روایتی از جنگ رمضان
وطندوستی در ذهنیت ایرانی اصل مسلم است
وزیر آموزش و پرورش: نهضت عدالت آموزشی فقط مدرسهسازی نیست
وزیر ارشاد: تجمعات خیابانی اکسیر شجاعت مردم ایران را تکثیر کرد
خانم خبرنگار: نقد کتاب گمشده امروز رسانههاست
اتاق ماهواره دانشگاه علم و صنعت به موزه جنگ تبدیل میشود
در اینجا کتابها بیشتر از اسباببازی فروش رفتند
چگونه یک بنای ایرانی، معماری غرب را دگرگون کرد؟
مهلت ثبتنام کارشناسی ارشد پردیس بینالمللی دانشگاه امیرکبیر تمدید شد
شیوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای غیرانتفاعی اعلام شد
استوری پرواز همای به یاد شهدای جنگ رمضان
امسال تمامی مراحل ثبت نام دانش آموزان غیرحضوری انجام میشود
شاهنامه چگونه سیستم ایمنی جامعه ایرانی را تقویت میکند؟
اعتراف به ضعفهای کاخ سفید در دوران بایدن در کتاب خاطرات همسرش
نسخه بنیاد علم برای توقف افت علمی دانشگاهها
مدل جدید چت جی پی تی تبدیل به سلاح بانک های ژاپنی در مقابل هکرها شد
استاد داوری اردکانی: بود و نبود فلسفهای که با نظم زندگی در هماهنگی نباشد، یکی است
عروسی خون در «کشتارگاه» را ببینید
امتحانات پایههای اول تا دهم از امروز آغاز میشود
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.