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
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو
حاج حسین ملک داراییهای فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
جستجوی حقیقت در مهآلودگی ابطالپذیری پوپر/سطحینگری در علوم انسانی
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
اتحادیه اروپا گوگل را ۸۹۰ میلیون یورو جریمه کرد
سیزدهمین پرتاب استارشیپ موفقیت آمیز بود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
آغاز همکاری مشترک برای تدوین سند ملی صلاحیت حرفهای ICT
۳۵۰ پرونده دانشگاه پیامنور در دیوان عدالت اداری بررسی شد
ضرورت تدوین استانداردهای تازه برای خدمات پزشکی پیشرفته
تصمیمگیری درباره حضوری شدن دوره کارشناسی با شورای عالی امنیت ملی است
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
مرحله غیرمتمرکز المپیاد علمی دانشجویی کشور برگزار شد
آغاز حضوری سال تحصیلی جدید/آمادگی دانشگاهها برای سناریوهای مختلف
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
تفاهم دانشگاه شهید بهشتی با بانک برای پرداخت تسهیلات مسکن
فرانسه شبکههای اجتماعی را برای کودکان ممنوع میکند
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
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.