پژوهشگران اروپایی در تلاشاند با الهام از توانایی زنبورها در مسیریابی، نسل تازهای از تراشههای ناوبری فوقکممصرف را توسعه دهند که میتوانند راه را برای ساخت ناوگانهایی از رباتهای بسیار کوچک، در حد اندازه حشرات، هموار کنند.
به گزارش سرویس فناوری تکناک،زنبورها قادرند بدون استفاده از ماهواره، نقشههای دیجیتال یا هرگونه هدایت خارجی، مسافتهای طولانی را طی کنند و با دقتی بالا به لانه خود بازگردند. آنها این کار را با تحلیل الگوهای قطبش نور در آسمان و با حسکردن سرعت و حرکت خود انجام میدهند. همین توانایی طبیعی اکنون توجه دانشمندان علوم رایانه، مهندسی و زیستشناسی را به خود جلب کرده است.
آندرس میکلسن، استاد دانشگاه Lund University در سوئد، میگوید: «یک زنبور بدون گوشی هوشمند یا سامانهٔ ناوبری ماهوارهای، مسیر خود را پیدا میکند. آنها با نگاهکردن به قطبش نور آسمان و با سنجش سرعت حرکت، موقعیت خود را میشناسند و به همین دلیل گم نمیشوند.»
میکلسن هماهنگکننده پروژهای پژوهشی به نام InsectNeuroNano است که با حمایت مالی اتحادیهٔ اروپا اجرا میشود. در این پروژه، پژوهشگرانی از دانشگاهها و آزمایشگاههای پنج کشور اروپایی همکاری میکنند تا سامانهٔ ناوبری درونی زنبور را بر روی یک تراشهٔ رایانهای بازآفرینی کنند.
به گفتهٔ پژوهشگران، رایانهها از نظر نظری قادر به تقلید ناوبری حشرات هستند، اما هزینهٔ این کار بسیار بالاست. حتی تراشههای ناوبری سبکوزن امروزی نیز در مقایسه با سامانههای زیستی، بزرگ و پرمصرف به شمار میآیند. میکلسن توضیح میدهد: «یک تراشهٔ سبک بهراحتی بیش از ۸۰ گرم وزن دارد و بیش از ۷ وات توان مصرف میکند، در حالی که یک زنبور کمتر از ۱ گرم وزن دارد و مغز آن با کمتر از ۰٫۰۱ وات انرژی کار میکند.»
این تفاوت، ناشی از اختلاف بنیادین در رویکرد طراحی است. تراشههای مدرن برای انجام وظایف متنوع و چندوظیفگی ساخته میشوند، اما مغز زنبور طی فرایند تکامل برای حل مجموعهای محدود از مسائل، بهویژه ناوبری، با بیشترین بهرهوری ممکن شکل گرفته است.
تیم InsectNeuroNano نیز دقیقاً همین منطق را دنبال میکند. آنها بهجای طراحی یک پردازندهٔ همهمنظوره، در حال ساخت تراشهای هستند که تنها یک وظیفه دارد: تعیین موقعیت با استفاده از سیگنالهای نوری و دادههای حرکتی. این تراشه ناوبری را مستقیماً در سختافزار خود پیادهسازی میکند و به نرمافزار وابسته نیست؛ رویکردی که از شیوهٔ پردازش اطلاعات در مغز حشرات الهام گرفته شده است.
در این پروژه، همکاری میان رشتهای نقش کلیدی دارد. الیزابتا چیکا، استاد دانشگاه گرونینگن، که در این طرح مشارکت دارد، میگوید: «برای برخی مسائل، طبیعت از پیش راهحلهایی فشرده، کممصرف و کارآمد ارائه داده است. مغز حشرات یکی از این نمونههاست. ما هنوز همهچیز را دربارهٔ آن نمیدانیم، اما دانستههای فعلی برای آغاز ساخت یک سامانه کافی است.»
پژوهشگران تاکنون موفق شدهاند یک نمونه اولیه آزمایشگاهی از این تراشه را تولید کنند. این پروژه تا سپتامبر ۲۰۲۶ ادامه خواهد داشت، هرچند استفاده عملی و گسترده از این فناوری هنوز چند سال فاصله دارد.
با این حال، چشمانداز آن روشن است. به گفته میکلسن، در آینده میتوان رباتهایی بسیار کوچک و هماندازهٔ حشرات ساخت که بهصورت گروهی عمل کنند؛ «چیزی شبیه یک کلنی زنبور، با این تفاوت که انسان میتواند به آن بگوید چه کاری انجام دهد.» این پژوهش نشان میدهد که مهندسی پیشرفته بیش از هر زمان دیگری، در حال حرکت در مسیر الهامگرفته از طبیعت است.
bee-inspired-navigation-chips-insect-sized-robots
