استفاده هوشمندانه پهپادها از این موجودات کوچک

خبرآنلاین: پهپادها معمولا برای عملکرد مناسب و تعیین جهت جاذبه زمین از شتاب‌سنج استفاده می‌کنند. اکنون دانشمندان ثابت کرده‌اند که پهپادها می‌توانند جهت جاذبه زمین را با ترکیب ردیابی بصری حرکت و مدلی از نحوه حرکت‌شان تخمین بزنند. این نتایج ممکن است چگونگی تشخیص جهت جاذبه توسط حشرات در حال پرواز را توضیح دهد و گام بزرگی در جهت خلق پهپادهای کوچک خودکار و مستقل باشد.

در حالی که پهپادها عموما برای تخمین جهت جاذبه از شتاب‌سنج‌ها استفاده می‌کنند، اما روشی که حشرات پرنده این کاررا انجام می‌دهند هنوز در هاله‌ای از ابهام باقی مانده است، زیرا آنها حس خاصی از شتاب ندارند. در یک مطالعه، تیمی از دانشمندان اروپایی به سرپرستی دانشگاه فناوری دلف هلند و با مشارکت محقق CNRS نشان داده‌اند که پهپادها می‌توانند جاذبه زمین را با استفاده از تشخیص حرکت بصری و مدل‌سازی حرکت ارزیابی کنند.

دانشمندان برای بررسی بیشتر این مسئله، به بررسی جریان نوری پرداخته‌اند. بدین ترتیب که چطور یک فرد حرکت را نسبت به محیط خود درک می‌کند. این حرکتی بصری است که وقتی در حرکت هستیم، از مقابل شبکیه چشمان ما عبور می‌کند. برای مثال زمانی که شما در یک قطار هستید، درختان کنار ریل، بسیار سریعتر از کوه‌هایی که در دوردست هستند حرکت می‌کنند. جریان نور برای اینکه حشره بتواند جهت جاذبه زمین را بفهمد به تنهایی کافی نیست.

با این حال تیم تحقیقاتی دریافتند که می‌توانند با ترکیب این جریان نوری با مدل‌سازی حرکت آنها، این جهت را بیابند. به‌عنوان مثال، با پیش‌بینی نحوه حرکتشان. نتیجه گیری این مقاله نشان می‌دهد که با در نظر گرفتن این اصل، امکان تشخیص جهت جاذبه زمین تقریبا در تمامی موقعیت‌ها، به جز در چند مورد خاص و نادر مانند زمانی که سوژه کاملا بی حرکت است، وجود خواهد داشت.

در طول چنین پروازهای ثابتی، غیرممکن بودن یافتن جهت جاذبه زمین، پهپاد را برای لحظه‌ای بی‌ثبات کرده و نهایتا دوباره به حرکت در می‌آورد. این بدان معنا است که پهپاد در لحظه بعدی جهت جاذبه زمین را دوباره پیدا خواهد کرد. در نتیجه این حرکات، باعث ایجاد نوسانات جزئی می‌شود که این یادآور نحوه پرواز حشرات است.

به‌کارگیری این قانون در دنیای رباتیک، می‌تواند با چالش بزرگی روبرو شود که طبیعت نیز با آن روبرو بوده است: چطور با محدود کردن ظرفیت باری، به یک سیستم کاملا مستقل دست بیابیم. نمونه‌های اولیه پهپادهای آتی، با توجه به عدم نیاز به نصب شتاب‌سنج سبکتر خواهند بود و بزرگی آنها به اندازه یک حشره خواهد بود.

اگرچه این نظریه ممکن است توضیح این موضوع باشد که حشرات پرنده چگونه جاذبه زمین را تعیین می‌کنند، اما هنوز برای اثبات اینکه آنها چطور از این مکانیزم بهره می‌برند، نیاز به تائید این نظریه داریم. برای اثبات وجود این فرآیندهای عصبی که مشاهده آنها در پرواز دشوار است، نیاز به آزمایش‌های بیولوژیکی جدید و خاصی است. این مقاله نشان می‌دهد که چطور تعامل بین علم رباتیک و زیست‌شناسی می‌تواند به پیشرفت‌های تکنولوژیکی و راه‌های جدیدی برای تحقیقات بیولوژیکی منجر شود.