دقت حشرات سایبورگ بالا می‌رود

ضمیمه دانش امروز روزنامه اطلاعات نوشت: برای تحت کنترل درآوردن حرکات حشرات سایبورگی از محرک‌های الکتریکی استفاده می‌شود. آن‌ها در واقع روبات‌های هیبریدی حشره ـ رایانه هستند که هم اندام‌های ارگانیک و هم اندام‌های مکانیکی دارند و خبر از ظهور وسایلی کوچک، فوق‌العاده متحرک و پربازده می‌دهند.

با این‌حال، به ‌دلیل تفاوت‌های دستگاه‌های عصبی و ماهیچه‌ای حشرات، پیشرفت در این زمینه با پیچیدگی‌هایی همراه است. یکی از مقالاتی که در ژورنال علمی eLifeمنتشر شده است به مطالعه رابطه بین تحریک الکتریکی در ماهیچه پای حشره چوبک و نیروی گردنده یا گشتاوری که در نتیجه آن حاصل می‌شود و پا را به حرکت در می‌آورد پرداخته است.

سه ماهیچه پا نقش اساسی در حرکت چوبک بازی می‌کنند: یکی نیروی محرکه را تأمین می‌کند، یکی برای سفتی مفاصل است و سومی تغییر وضعیت از حالت ایستاده به حالت تاب خوردن پا را کنترل می‌کند. طی آزمایشی که به سرپرستی دانشگاه توهوکو ژاپن در آلمان انجام شد، پژوهشگرها بدن حشره را ثابت نگه داشتند و با القاء الکتریکی یکی از سه ماهیچه پا را تحریک کردند تا حرکتی شبیه به راه رفتن از خود نشان دهد.

آن‌ها بر اساس اندازه‌ها و مقادیری که به دست آوردند یک مدل ساختند که نیروی گشتاوری ایجاد شده را زمانی که الگوهای مختلف تحریک الکتریکی به ماهیچه پا القاء می‌شد پیش‌بینی می‌کرد. همچنین پی بردند که رابطه بین زمان القاء تحریک الکتریکی و ایجاد نیروی گشتاوری در مفاصل از نوع خطی است. این بدان معنا است که فقط با نگاه کردن به طول پالس الکتریکی اِعمال شده می‌توانند پیش ‌بینی کنند چقدر نیروی تاب ‌دهنده قابل تولید است.

دانشمندان به کمک نتیجه این آزمایش می‌توانند به کنترل حرکتی روبات‌های زیست‌هیبریدی تنظیم شده (Tuned Biohybrid Robots) ظرافت بیشتری دهند؛ به‌طوری‌که حرکات آن‌ها دقیق‌تر شود.

دو چالش در ساخت وسایل فوق‌العاده متحرک و سازگارپذیر با این رویکرد وجود دارد: نخست این‌که تست مدل برای روی حشراتی که آزادانه راه می‌روند انجام شود و دوم این‌که محرک‌های الکتریکی باید پالایش شوند تا بهتر بتوانند سیگنال‌های عصبی ـ عضلانی را تقلید کنند