مترجم: علي طالبي
وقتي كه مهرهداران ميدوند، پاهاي آنها حداقل تماس را با زمين برقرار ميكند، ولي حشرات متفاوت هستند. اين مخلوقات ششپا با استفاده از گام برداشتن با سه پا يا گامهاي سهپايي كه در آن همزمان سه پاي آنها روي زمين است، يعني دو پا يك طرف و بدن و يك پاي ديگر آنها سمت ديگر قرار ميگيرد. گامهاي سهپايي مدتهاست كه الهام بخش مهندساني بوده است كه روباتهاي ششپا را طراحي ميكنند، ولي آيا سريعترين و مؤثرترين شيوه براي روباتهاي الهام گرفته از موجودات طبيعي گام برداشتن روي زمين است؟
محققان اعلام كردند كه در واقع راه سريعتري براي روباتها وجود دارد كه روي سطح زمين مثل قطار حركت كنند، هرچند اين روباتها فاقد پدهاي چسبندهاي هستند كه حشرات براي بالارفتن از ديوار و سقف از آنها استفاده ميكنند. اين امر طراحان روباتهاي الهام گرفته از طبيعت را راهنمايي ميكند كه بايد از الگوي سه گامي فاصله بگيرند و به جاي آن امكانهاي ديگر را مورد توجه قرار دهند، از جمله راهبرد جديد حركت قطاري كه به معني گام دوپايي است. يافتههاي محققان در نشريه نيچر كاميونيكيشنز (ارتباطات طبيعت) منتشر ميشود.
محققان براي آزمون تركيبهاي مختلف از الگوريتمي انقلابي براي بالابردن سرعت راهرفتن از مدل حشره شبيهسازي شده مگس سركه استفاده كردند. اين الگوريتم رفته رفته گامهاي احتمالي متفاوت را غربال ميكرد، كندترينها را حذف و سريعترينها را در يك فهرست قرار ميداد.
اين يافتهها براي زيستشناسان و همينطور مهندسان روباتيك نقاط مبهم را روشن ساخت. محققان دريافتند كه گام سهپايي كه در حشرات متداول است در بهترين حالت زماني مورد استفاده دارد كه مدل حشره از سطوح عمودي با كمك پدهاي چسبنده روي پنجه پاهايش صعود كند. در مقابل، راه رفتن روي زمين بدون پاهاي چسبنده روشن كرد كه گامهاي دوپايي كه در آن همزمان تنها دو پاي حشره روي سطح زمين قرار ميگيرد، سريعتر و كارآمدتر است و اين در حالي است كه هيچ حشرهاي در عالم واقعي به اين شكل راه نميرود. رامديا عنوان داشت كه: « يافتههاي ما اين ايده را پشتيباني ميكند كه حشرات در كارآمدترين شيوه حركت روي سطوح سه بعدي از گامهاي سه پايي استفاده ميكنند و علتش اين است كه پاهاي آنها خاصيت چسبندگي دارد. اين يافته فرضيههاي زيستشناسي قديمي را تأييد ميكند. در نتيجه روباتهاي زميني بايد از شيوه حركت سهگامي محض خلاص شوند.»
در نتيجه محققان روبات شش پايي ساختند كه ميشد يا به صورت سه پايي يا دو پايي بهكارگرفته شود. دوباره مشخص شد كه روبات دو گامي بر اساس نتايج الگوريتم شبيهسازي سريعتر است.
سرانجام اينكه آزمايشكنندهها حشرههاي واقعي را مورد بررسي دقيق قرار دادند. براي اينكه متوجه شوند چسبندگي پا در هماهنگي راه رفتن در شرايط واقعي چه نقشي دارد روي پاهاي مگسها ماده پليمر ريختند تا پنجههاي آنها و پدهاي چسبنده را بپوشاند، يعني مثل اينكه پاي آنها چكمه كرده باشند، بعد به تماشا نشستند. مگسها خيلي زود شروع كردند به استفاده از حركت دو گامي شبيه آنچه در مورد شبيهساز كشف شده بود. رابين تاندياكال، نويسنده همكار اين تحقيق ميگفت: «نتيجه به دست آمده نشان داد كه جانوران برخلاف روباتها تحت شرايط جديد براي پيدا كردن راههاي جديد راه رفتن سازگاري پيدا ميكنند. بين علم روباتيك و زيستشناسي (بيولوژي) يك گفتمان طبيعي وجود دارد: بسياري از طراحان روبات از طبيعت الهام ميگيرند و زيستشناسان براي فهم بهتر رفتار گونههاي جانوري ميتوانند از روباتها استفاده كنند. فكر ميكنيم كاري كه انجام ميدهيم نقش مهمي در مطالعه جانوران و حركت قطاري روبات داشته باشد.»
منبع: ساينس ديلي
