* Robo milad *
1st August 2011, 01:58 AM
حکمراني زوبوت‌ها در هزاره سوم
http://jamejamonline.ir/Media/images/1390/05/09/100850239743.jpg
تا كمتر از 2 دهه آينده، باغ‌وحشي از ربات‌هاي حيوان‌نما براي كمك به انسان ساخته خواهند شد. اکنون که اين مقاله را مي‌خوانيد، نسل جديدي از ربات‌هاي حيوان‌نما که شايد فراتر از تصورات ما باشند، در آزمايشگاه‌هاي پيشرفته‌اي در گوشه و کنار جهان در حال ساخته شدن هستند. اين دانش هيجان‌انگيز تا آنجا پيش رفته است که دانشمندان، عنوان ويژه‌اي براي آن در نظر گرفته‌اند.
زوبوتيك (ZooBotic)، مفهومي جديد از تلفيق دنياي پيچيده حيوانات و سازه‌هاي رباتيکي است كه كاربردهاي فراواني براي آن تصور مي‌شود. سيستم‌هاي رباتيکي که در اين فرآيند طراحي و ساخته مي‌شوند، طيف بسيار متنوعي را شامل مي‌شوند و به همين خاطر کاربردهاي گوناگوني را مي‌توان از آنها انتظار داشت. تا همين چند وقت پيش بيشتر ربات‌هايي که ساخته مي‌شدند، عمدتا به دو گروه کلي تعلق داشتند؛ ربات‌هايي که به چنگک و چرخ مجهز هستند و هريک براي انجام امور خاصي طراحي و تعريف شده‌اند و از حيث نماي ظاهري بيشتر شبيه يک سازه ماشيني هستند تا انسان يا موجود زنده ديگري. حال سازه‌اي را تصور کنيد که بدنه اصلي آن شبيه يک لوله بخاري قطور به همراه دو چرخ در زير آن و سري به شکل نيم‌کره است. به اين دسته از ربات‌ها Widgetophora گفته مي‌شود که ربات شناخته شده R2-D2 را مي‌توان سرآمد اين دسته ناميد.
گروه بعدي ربات‌هايي هستند که شباهت زيادي به انسان‌ها دارند و با نگاه نخست، حداقل به ياد انسان‌ها يا همان خلق‌کنندگانشان مي‌افتيم. اين دسته از ربات‌ها داراي بازو، دست و حتي انگشت هستند. مثال بارز اين دسته که از آنها به Anthropoidea ياد مي‌شود، C-3PO ناميده مي‌شود كه داراي دست و پا و صورت نيز است. ربات‌هايي که در اين دسته قرار مي‌گيرند، همواره براي مردم هيجان‌انگيز بوده‌اند؛ اما در ميان اين دو گروه عمده چه جايي براي ربات‌هاي حيوان‌نما باقي مي‌ماند؟
نکته مهم اين است که در دهه‌هاي گذشته شمار بسيار اندکي ربات حيوان‌نما ساخته شده است. ربات سگ‌نماي سوني يا همان AIBO مثالي از اين نوع ربات‌هاست. حقيقت اين است که بسياري از تلاش‌هاي صورت گرفته در راه ساخت ربات‌هاي حيوان‌نما نهايتا به عروسک‌هايي با هدف نهايي و سرگرم‌کنندگي منتهي شده‌اند و نه فناوري‌هاي کاربردي براي زندگي راحت‌تر و امن‌تر انسان.
البته در چند سال اخير، اتفاقات اميدوارکننده‌اي در اين زمينه روي داده است تا آنجا که مي‌توان گفت ديگر نبايد به ربات‌هاي حيوان‌نما به عنوان يک عروسک يا وسيله بازي با ساختاري پيچيده نگاه کرد. طبيعت به عنوان معلمي بزرگ و منجي عظيم از ايده‌هاي خارق‌العاده همه چيز را براي طراحي و ساخت اين دسته از ربات‌ها فراهم نموده است كه نکته اساسي آن در تکامل 4 ميليارد ساله گروه‌هاي مختلف جانوري است. از اين رو جاي چنداني براي نگراني درخصوص به ثمر نشستن اين تلاش‌ها وجود ندارد. دانشمنداني که روي دو گروه ابتدايي ربات‌ها يعني Widgetophora و Anthropoidea کار کرده‌اند، طراح بزرگي به اسم طبيعت را در اختيار نداشته‌اند. به همين دليل خيلي زود اين پرسش به ذهن خطور مي‌کند که چرا از اين مدل‌هاي بي‌نقص و تاييد شده از سوي طبيعت کپي‌برداري نكنيم؟
بدون شک آنها مي‌توانند از تکامل 4 ميليارد ساله جانوران براحتي استفاده کرده و تنها در عرض چند دهه، طيف چشمگيري از ربات‌هاي حيوان‌نما را بسازند که هريک با کاربردهاي خاص خود، زندگي راحت‌تري را براي انسان به ارمغان آورند. نتيجه اين نگرش تا به امروز تعداد زيادي از ربات‌هاي حيوان‌نما بوده است.دانشمنداني که در عرصه فناوري و دانش کار مي‌کنند، حتي در تلاش هستند تا از دنياي بسيار پيچيده حشرات نيز تقليد کنند. تمام هيجاني که در اين گروه از ربات‌ها ديده مي‌شود دو گروه ابتدايي ربات‌ها را به حاشيه برده است و به همين خاطر بايد اذعان كرد اين رقيب جديد علي‌رغم عمر كوتاه خود در حال پيشي گرفتن از اسلاف قديم خويش هستند.
نكته: بسياري از تلاش‌هاي صورت گرفته در راه ساخت ربات‌هاي حيوان‌نما نهايتا به عروسک‌هايي با هدف نهايي سرگرم‌کنندگي منتهي شده‌اند و نه فناوري‌هاي کاربردي براي زندگي راحت‌تر و امن‌تر انسان
سيسيليا لاچي و تيم همكارش در مدرسه مطالعات پيشرفته سنت آنا ايتاليا از جمله گروه‌هاي پيشرو در زمينه توسعه دانش ربات‌هاي حيوان‌نما به شمار مي آيند. آنها کنسرسيومي بين‌المللي را هدايت مي‌کنند که در فاز نخست قرار است نسل پيشرفته‌اي از هشت پاهاي رباتيکي را توليد کنند. در ساختار يك هشت پا هيچ چيز به اندازه بازوهاي توانمند و انعطاف پذيرش به چشم نمي‌آيد. به همين خاطر است كه بخش قابل توجهي از تلاش دانشمندان در اين پروژه روي طراحي بازوهاي انعطاف‌پذير و البته كارآمدي براي اين هشت پاي رباتيكي معطوف شده است.
در بازوهاي متعارف مهره‌داران، ماهيچه‌ها وظيفه اصلي حركت را در حالي به عهده دارند كه استخوان‌ها كل وزن جانور را بر دوش مي‌كشند. اما در بازوي يك هشت پا اثري از استخوان نيست، پس ماهيچه‌ها بايد وظيفه حمل بدن جانور را نيز به دوش بكشند. البته برخورداري از چنين بازوهايي مزاياي خاص خود را دارد كه تقريبا در بازوهاي هيچ مهره‌دار مشابه ديگري ديده نمي‌شود. هشت پا با استفاده از اين بازوها براحتي به شكاف‌ها و نقاط دور از دسترس نفوذ كرده و غذاي خود را به دست مي‌آورد.
دكتر لاچي پس از بررسي دقيق اين موضوع كه هشت پاها چگونه از بازوهاي خود استفاده مي‌كنند، نسخه‌اي مصنوعي از اين بازوها را طراحي كرده است كه تقريبا به همان روش بازوهاي طبيعي عمل مي‌نمايند. پوشش خارجي اين بازو از سيليكون است كه درون آن مملو از حسگرهاي فشاري است تا ربات بداند و بفهمد چه چيزي را لمس مي‌كند.
درون اين پوشش سيليكوني، كابل‌ها و فنرهايي از جنس نوعي آلياژ تركيبي از نيكل و تيتانيوم نيز وجود دارد تا انعطاف‌پذيري جانور رباتيكي به اوج خود برسد. چنين بازويي مي‌تواند با يك حركت سريع خود را به دور شيء مورد نظر حلقه بزند و اين همان چيزي است كه هشت پاها نيز بخوبي قادر به انجام آن هستند. اما هدف از ساخت اين ربات كه احتمالا هزينه‌هاي زيادي نيز براي آن صرف مي‌شود چه چيزي است؟ پاسخ كوتاه اما تأمل‌برانگيز است: دستيابي به سيستم هوشمند رباتيكي كه به انسان‌ها در انجام كارهاي سخت و پيچيده زيرآب كمك كند. تعمير دريچه‌ها و شيرهاي نفتي كه ده‌ها متر زير سطح آب قرار دارند از جمله اين كاربردهاست.
در همين مركز تحقيقاتي، گروه ديگري از دانشمندان به سرپرستي پائولو داريو و سزار استفانيني همين فرآيند را دنبال مي‌كنند البته با اين تفاوت كه در اينجا هدف يك مارماهي است. مارماهي‌ها ساده‌ترين ساختار را در ميان همنوعان بي‌مهره خود دارند. اين جانوران همچون هشت پاها استخواني ندارند. اما در عوض در ساختار اين حيوان، اسكلتي ابتدايي از جنس غضروف ديده مي‌شود كه به جانور حركت در زير آب كمك زيادي مي‌كند. سيستم عصبي مارماهي پيچيده نيست و همين فاكتور آن را به شروع مناسبي در راه الگوبرداي از طبيعت و ساخت ربات‌هاي حيوان‌نما تبديل كرده است. دانشمندان به مطالعات مربوط به سيستم عصبي مارماهي به عنوان آغاز فرآيند طراحي دوباره مغز انسان البته در محيط‌هاي آزمايشگاهي نيز نگاه مي‌كنند.
ربات‌هاي حيوان‌نما در آسمان
نگرش جديد دانشمندان در زمينه طراحي ربات‌هاي حيوان‌نما صرفا به زير آب منتهي نمي‌شود. در هلند گروهي از محققان دانشگاه دلف نسخه رباتيكي سنجاقكي را ارائه كرده‌اند كه به 2 بال نسبتا بزرگ مجهز بوده و به وسيله موتور الكتريكي به حركت در مي‌آيند. اين سنجاقك رباتيكي كه DelFly نام دارد، نه تنها مي‌تواند با سرعت قابل توجهي به پرواز درآيد، بلكه در موقع نياز مي‌تواند بدون حركت و با بال زدن در هوا معلق باقي بماند.
در چنين وضعيتي حشره رباتيكي مي‌تواند از فرصت استفاده كرده، محيط اطراف را برانداز نمايد و مسير مناسبي را براي ادامه حركت انتخاب كند يا با عكاسي، موقعيت حادثه‌اي كه اتفاق افتاده است را به مركز گزارش نمايد. البته نسخه اوليه اين سنجاقك رباتيكي به صورت كنترل از راه دور عمل مي‌كند اما قرار است در فازهاي بعدي به يك سيستم تمام خودكار تبديل شود كه مقدمات آن نيز فراهم شده است.
نگاهي به اين تلاش‌ها، هر علاقه‌مند به دنياي ربات‌ها را از اين نكته مطمئن مي‌سازد كه در آينده‌اي نه چندان دور باغ‌وحشي از ربات‌هاي حيوان‌نما با قابليت‌هاي حركتي و عملياتي متنوع در بسياري از امور به عنوان نيروهاي كمكي قابل اطميناني در اختيار بشر خواهند بود. اين آينده خيلي دور نيست شايد تنها يك يا 2 دهه ديگر.
اكونوميست / مترجم: مهدي پيرگزي
http://jamejamonline.ir/Media/images/1390/05/09/100850239743.jpg
تا كمتر از 2 دهه آينده، باغ‌وحشي از ربات‌هاي حيوان‌نما براي كمك به انسان ساخته خواهند شد. اکنون که اين مقاله را مي‌خوانيد، نسل جديدي از ربات‌هاي حيوان‌نما که شايد فراتر از تصورات ما باشند، در آزمايشگاه‌هاي پيشرفته‌اي در گوشه و کنار جهان در حال ساخته شدن هستند. اين دانش هيجان‌انگيز تا آنجا پيش رفته است که دانشمندان، عنوان ويژه‌اي براي آن در نظر گرفته‌اند.
زوبوتيك (ZooBotic)، مفهومي جديد از تلفيق دنياي پيچيده حيوانات و سازه‌هاي رباتيکي است كه كاربردهاي فراواني براي آن تصور مي‌شود. سيستم‌هاي رباتيکي که در اين فرآيند طراحي و ساخته مي‌شوند، طيف بسيار متنوعي را شامل مي‌شوند و به همين خاطر کاربردهاي گوناگوني را مي‌توان از آنها انتظار داشت. تا همين چند وقت پيش بيشتر ربات‌هايي که ساخته مي‌شدند، عمدتا به دو گروه کلي تعلق داشتند؛ ربات‌هايي که به چنگک و چرخ مجهز هستند و هريک براي انجام امور خاصي طراحي و تعريف شده‌اند و از حيث نماي ظاهري بيشتر شبيه يک سازه ماشيني هستند تا انسان يا موجود زنده ديگري. حال سازه‌اي را تصور کنيد که بدنه اصلي آن شبيه يک لوله بخاري قطور به همراه دو چرخ در زير آن و سري به شکل نيم‌کره است. به اين دسته از ربات‌ها Widgetophora گفته مي‌شود که ربات شناخته شده R2-D2 را مي‌توان سرآمد اين دسته ناميد.
گروه بعدي ربات‌هايي هستند که شباهت زيادي به انسان‌ها دارند و با نگاه نخست، حداقل به ياد انسان‌ها يا همان خلق‌کنندگانشان مي‌افتيم. اين دسته از ربات‌ها داراي بازو، دست و حتي انگشت هستند. مثال بارز اين دسته که از آنها به Anthropoidea ياد مي‌شود، C-3PO ناميده مي‌شود كه داراي دست و پا و صورت نيز است. ربات‌هايي که در اين دسته قرار مي‌گيرند، همواره براي مردم هيجان‌انگيز بوده‌اند؛ اما در ميان اين دو گروه عمده چه جايي براي ربات‌هاي حيوان‌نما باقي مي‌ماند؟
نکته مهم اين است که در دهه‌هاي گذشته شمار بسيار اندکي ربات حيوان‌نما ساخته شده است. ربات سگ‌نماي سوني يا همان AIBO مثالي از اين نوع ربات‌هاست. حقيقت اين است که بسياري از تلاش‌هاي صورت گرفته در راه ساخت ربات‌هاي حيوان‌نما نهايتا به عروسک‌هايي با هدف نهايي و سرگرم‌کنندگي منتهي شده‌اند و نه فناوري‌هاي کاربردي براي زندگي راحت‌تر و امن‌تر انسان.
البته در چند سال اخير، اتفاقات اميدوارکننده‌اي در اين زمينه روي داده است تا آنجا که مي‌توان گفت ديگر نبايد به ربات‌هاي حيوان‌نما به عنوان يک عروسک يا وسيله بازي با ساختاري پيچيده نگاه کرد. طبيعت به عنوان معلمي بزرگ و منجي عظيم از ايده‌هاي خارق‌العاده همه چيز را براي طراحي و ساخت اين دسته از ربات‌ها فراهم نموده است كه نکته اساسي آن در تکامل 4 ميليارد ساله گروه‌هاي مختلف جانوري است. از اين رو جاي چنداني براي نگراني درخصوص به ثمر نشستن اين تلاش‌ها وجود ندارد. دانشمنداني که روي دو گروه ابتدايي ربات‌ها يعني Widgetophora و Anthropoidea کار کرده‌اند، طراح بزرگي به اسم طبيعت را در اختيار نداشته‌اند. به همين دليل خيلي زود اين پرسش به ذهن خطور مي‌کند که چرا از اين مدل‌هاي بي‌نقص و تاييد شده از سوي طبيعت کپي‌برداري نكنيم؟
بدون شک آنها مي‌توانند از تکامل 4 ميليارد ساله جانوران براحتي استفاده کرده و تنها در عرض چند دهه، طيف چشمگيري از ربات‌هاي حيوان‌نما را بسازند که هريک با کاربردهاي خاص خود، زندگي راحت‌تري را براي انسان به ارمغان آورند. نتيجه اين نگرش تا به امروز تعداد زيادي از ربات‌هاي حيوان‌نما بوده است.دانشمنداني که در عرصه فناوري و دانش کار مي‌کنند، حتي در تلاش هستند تا از دنياي بسيار پيچيده حشرات نيز تقليد کنند. تمام هيجاني که در اين گروه از ربات‌ها ديده مي‌شود دو گروه ابتدايي ربات‌ها را به حاشيه برده است و به همين خاطر بايد اذعان كرد اين رقيب جديد علي‌رغم عمر كوتاه خود در حال پيشي گرفتن از اسلاف قديم خويش هستند.
نكته: بسياري از تلاش‌هاي صورت گرفته در راه ساخت ربات‌هاي حيوان‌نما نهايتا به عروسک‌هايي با هدف نهايي سرگرم‌کنندگي منتهي شده‌اند و نه فناوري‌هاي کاربردي براي زندگي راحت‌تر و امن‌تر انسان
سيسيليا لاچي و تيم همكارش در مدرسه مطالعات پيشرفته سنت آنا ايتاليا از جمله گروه‌هاي پيشرو در زمينه توسعه دانش ربات‌هاي حيوان‌نما به شمار مي آيند. آنها کنسرسيومي بين‌المللي را هدايت مي‌کنند که در فاز نخست قرار است نسل پيشرفته‌اي از هشت پاهاي رباتيکي را توليد کنند. در ساختار يك هشت پا هيچ چيز به اندازه بازوهاي توانمند و انعطاف پذيرش به چشم نمي‌آيد. به همين خاطر است كه بخش قابل توجهي از تلاش دانشمندان در اين پروژه روي طراحي بازوهاي انعطاف‌پذير و البته كارآمدي براي اين هشت پاي رباتيكي معطوف شده است.
در بازوهاي متعارف مهره‌داران، ماهيچه‌ها وظيفه اصلي حركت را در حالي به عهده دارند كه استخوان‌ها كل وزن جانور را بر دوش مي‌كشند. اما در بازوي يك هشت پا اثري از استخوان نيست، پس ماهيچه‌ها بايد وظيفه حمل بدن جانور را نيز به دوش بكشند. البته برخورداري از چنين بازوهايي مزاياي خاص خود را دارد كه تقريبا در بازوهاي هيچ مهره‌دار مشابه ديگري ديده نمي‌شود. هشت پا با استفاده از اين بازوها براحتي به شكاف‌ها و نقاط دور از دسترس نفوذ كرده و غذاي خود را به دست مي‌آورد.
دكتر لاچي پس از بررسي دقيق اين موضوع كه هشت پاها چگونه از بازوهاي خود استفاده مي‌كنند، نسخه‌اي مصنوعي از اين بازوها را طراحي كرده است كه تقريبا به همان روش بازوهاي طبيعي عمل مي‌نمايند. پوشش خارجي اين بازو از سيليكون است كه درون آن مملو از حسگرهاي فشاري است تا ربات بداند و بفهمد چه چيزي را لمس مي‌كند.
درون اين پوشش سيليكوني، كابل‌ها و فنرهايي از جنس نوعي آلياژ تركيبي از نيكل و تيتانيوم نيز وجود دارد تا انعطاف‌پذيري جانور رباتيكي به اوج خود برسد. چنين بازويي مي‌تواند با يك حركت سريع خود را به دور شيء مورد نظر حلقه بزند و اين همان چيزي است كه هشت پاها نيز بخوبي قادر به انجام آن هستند. اما هدف از ساخت اين ربات كه احتمالا هزينه‌هاي زيادي نيز براي آن صرف مي‌شود چه چيزي است؟ پاسخ كوتاه اما تأمل‌برانگيز است: دستيابي به سيستم هوشمند رباتيكي كه به انسان‌ها در انجام كارهاي سخت و پيچيده زيرآب كمك كند. تعمير دريچه‌ها و شيرهاي نفتي كه ده‌ها متر زير سطح آب قرار دارند از جمله اين كاربردهاست.
در همين مركز تحقيقاتي، گروه ديگري از دانشمندان به سرپرستي پائولو داريو و سزار استفانيني همين فرآيند را دنبال مي‌كنند البته با اين تفاوت كه در اينجا هدف يك مارماهي است. مارماهي‌ها ساده‌ترين ساختار را در ميان همنوعان بي‌مهره خود دارند. اين جانوران همچون هشت پاها استخواني ندارند. اما در عوض در ساختار اين حيوان، اسكلتي ابتدايي از جنس غضروف ديده مي‌شود كه به جانور حركت در زير آب كمك زيادي مي‌كند. سيستم عصبي مارماهي پيچيده نيست و همين فاكتور آن را به شروع مناسبي در راه الگوبرداي از طبيعت و ساخت ربات‌هاي حيوان‌نما تبديل كرده است. دانشمندان به مطالعات مربوط به سيستم عصبي مارماهي به عنوان آغاز فرآيند طراحي دوباره مغز انسان البته در محيط‌هاي آزمايشگاهي نيز نگاه مي‌كنند.
ربات‌هاي حيوان‌نما در آسمان
نگرش جديد دانشمندان در زمينه طراحي ربات‌هاي حيوان‌نما صرفا به زير آب منتهي نمي‌شود. در هلند گروهي از محققان دانشگاه دلف نسخه رباتيكي سنجاقكي را ارائه كرده‌اند كه به 2 بال نسبتا بزرگ مجهز بوده و به وسيله موتور الكتريكي به حركت در مي‌آيند. اين سنجاقك رباتيكي كه DelFly نام دارد، نه تنها مي‌تواند با سرعت قابل توجهي به پرواز درآيد، بلكه در موقع نياز مي‌تواند بدون حركت و با بال زدن در هوا معلق باقي بماند.
در چنين وضعيتي حشره رباتيكي مي‌تواند از فرصت استفاده كرده، محيط اطراف را برانداز نمايد و مسير مناسبي را براي ادامه حركت انتخاب كند يا با عكاسي، موقعيت حادثه‌اي كه اتفاق افتاده است را به مركز گزارش نمايد. البته نسخه اوليه اين سنجاقك رباتيكي به صورت كنترل از راه دور عمل مي‌كند اما قرار است در فازهاي بعدي به يك سيستم تمام خودكار تبديل شود كه مقدمات آن نيز فراهم شده است.
نگاهي به اين تلاش‌ها، هر علاقه‌مند به دنياي ربات‌ها را از اين نكته مطمئن مي‌سازد كه در آينده‌اي نه چندان دور باغ‌وحشي از ربات‌هاي حيوان‌نما با قابليت‌هاي حركتي و عملياتي متنوع در بسياري از امور به عنوان نيروهاي كمكي قابل اطميناني در اختيار بشر خواهند بود. اين آينده خيلي دور نيست شايد تنها يك يا 2 دهه ديگر.
اكونوميست / مترجم: مهدي پيرگزي