سیستم های هوشمند و رباتیک

روباتی ساخته شده از جوانه تربچه و ظهور ماشین های گیاهی

توسط رابرت لیا | 9 اکتبر 2024

جوانه‌های تربچه موج جدیدی از روبات‌های دوستدار محیط زیست را نیرو می‌دهند که حرکت می‌کنند، رشد می‌کنند و حتی می‌توانند پس از اتمام کارشان خورده شوند.

تحقیقات جدید رویکردی انقلابی به روباتیک دارد و نشان می‌دهد که گیاهان می‌توانند نیروی عضلانی را که ماشین‌های آینده را هدایت می‌کنند، فراهم کنند.

در حالی که ایده جابجایی گیاهان ممکن است شبیه چیزی باشد که مستقیماً از روز تریفیدهای جان ویندهام بیرون آمده است ، این گیاهان متحرک به جای تهدید به زمین و بشریت خدمت می کنند و به عنوان سیستم های روباتیک دوستدار محیط زیست عمل می کنند.

به جای Triffids تهدیدآمیز از آن داستان پسا آخرالزمانی، انسان های آینده حتی می توانند این روبات های گیاهی را پس از اتمام کارشان مصرف کنند.

برداشتی جدید از رباتیک

اتکای فزاینده بشریت به ربات‌ها ادامه خواهد یافت و تقاضا برای روبات‌های پایداری را افزایش می‌دهد که مصرف منابع را کاهش داده و می‌توانند به طور بی‌ضرر در طبیعت بدون بقایای مکانیکی از بین بروند.

طبق مقاله ای که در مجله Advanced Science منتشر شده است ، گیاهان می توانند هر دوی این نیازها را برآورده کنند.

جون شینتاک، استادیار دانشگاه ارتباطات الکترونی توکیو و یکی از دانشمندان حاضر در این مطالعه گفت: ما انسان ها می توانیم با ماهیچه ها حرکت کنیم. «در روبات‌های گیاهی ما، گیاهان نقش ماهیچه‌ها را بازی می‌کنند. به عبارت دیگر، اینها روبات هایی هستند که توسط گیاهان هدایت می شوند.

"به طور معمول، گیاهان در زمین ریشه دارند و از نقطه خود حرکت نمی کنند. ما گیاهان را به عنوان اجسام ساکن می شناسیم. آنچه در کار ما انقلابی است این است که ما با ایجاد امکان حرکت گیاهان روی زمین این [ایده] را شکستیم.»

Shintake بخشی از تیمی است که روی توسعه محرک‌ها، حسگرها و ربات‌های ساخته شده از مواد نرم معروف به عضلات مصنوعی کار می‌کند. البته، یک سوال منطقی که در این مرحله مطرح می شود این است که گیاهان چگونه حرکت می کنند تا این "عضله" را برای روبات ها فراهم کنند. حرکتی که این تیم در مقاله خود در نظر گرفته اند، رشد آهسته گیاهان در نتیجه تبدیل نور به انرژی شیمیایی از طریق فتوسنتز است.

الهام بخش من برای روبات های گیاهی از چیزی است که همه تجربه کرده اند. یک روز متوجه شدم که علف های کنار جاده بدون اینکه متوجه شوم بلندتر شده است. در آن لحظه، به طور شهودی فهمیدم که گیاهان به معنای رشدشان حرکت می‌کنند، و فکر کردم این رشد می‌تواند به عنوان ماهیچه‌ای برای روبات‌ها مهار شود.»

Shintake اضافه کرد که ربات‌های گیاهی تیم، همانطور که تصور می‌کنید، از منظر انسانی بسیار کند حرکت می‌کنند. این بدان معناست که آنها سیستم‌هایی را تشکیل می‌دهند که در مقیاس زمانی غیرمتعارف کار می‌کنند و دیدگاه جدیدی را در کنار چشم‌اندازی سازگار با محیط زیست در مورد روبات‌ها ارائه می‌دهند.

"در حالی که ما از داشتن این همه ربات در جامعه خود خوشحالیم، افزایش تولید و دفع آنها باعث افزایش بار زیست محیطی آنها می شود. بنابراین، مهم است که به روبات‌ها برای صرفه‌جویی در منابع روی زمین پایداری بدهیم.»

علاوه بر این، از روبات‌ها انتظار می‌رود که وظایف مختلفی را در محیط‌های طبیعی انجام دهند، اما اگر در چنین مکان‌هایی شکست بخورند، مستقیماً تبدیل به زباله شده و ممکن است باعث تخریب محیط‌زیست شوند. ما معتقدیم که دوستی با محیط زیست نیز یکی از ویژگی های مهم ربات ها است.

رباتی که از جوانه تربچه ساخته شده است

شینتاکه و همکارانش معتقدند گیاهان ذاتاً دوستدار محیط زیست هستند زیرا وقتی پژمرده می شوند به خاک باز می گردند. این همچنین به کارهایی که ربات ها در حین کار انجام می دهند نیز گسترش می یابد.

از آنجایی که گیاهان بسیار کند هستند، ربات‌های گیاهی می‌توانند بدون جلب توجه محیط اطراف، وظایف خود را انجام دهند. به یک معنا، این حرکت مخفیانه است. "به همین دلیل، یک گیاه می تواند با اشیاء اطراف به طور ایمن و آرام تعامل کند. اگر گیاه مورد استفاده سبزی باشد، پس از اتمام کار می توان ربات را خورد.

این تیم با در نظر گرفتن این مفهوم خوراکی ، ایده ربات گیاهی خود را با توسعه یک ربات ساخته شده از جوانه تربچه آزمایش کردند. آنها سیستم را در محیطی مناسب برای این گیاهان آزمایش کردند و حرکات را با استفاده از عکاسی تایم لپس ثبت کردند.

شینتاک توضیح داد: «ما مشاهده کردیم که ربات گیاهی با چرخش بدنه خود توانست 14.6 میلی متر با سرعت متوسط ​​0.8 میلی متر در ساعت حرکت کند.

او ادامه داد: «لحظه ای که ربات گیاهی برای اولین بار حرکت کرد واقعاً تکان دهنده بود. همچنین جالب توجه بود که رابطه بین جابجایی در حال رشد و نیروی گیاه که در این مطالعه آشکار شد، روندی مشابه با عضلات مصنوعی مورد استفاده در ربات‌های معمولی را نشان داد.

کجا ممکن است آنها برنامه را پیدا کنند

محققان بر این باورند که ربات های گیاهی به دلیل تنوع در اندازه و شکل گونه های گیاهی، مقیاس پذیر خواهند بود. آنها استدلال می کنند که درختان را می توان به عنوان روبات های کوهنوردی به کار گرفت، در حالی که سیارات کوچکتر را می توان در ترتیباتی برای ایجاد سیستم های رباتیک بزرگ پرورش داد.

شینتاک گفت: "ما انتظار داریم که سیستم های رباتیک گیاهی در مقیاس بزرگ، سازه هایی مانند پل ها را بسازند و زمین های مقاوم در برابر بلایای طبیعی را تشکیل دهند، به عنوان مثال، در برابر رانش زمین محافظت کنند." آنها همچنین ممکن است بتوانند ساختمان ها و طرح های شهری را ایجاد کنند که با طبیعت هماهنگ باشد. ما همچنین تصور می کنیم که ربات نهایی گیاهی با تکرار چرخه های جوانه زنی، رشد و تولید بذر به صورت نیمه دائمی عمل کند.

وی در ادامه توضیح داد که چنین رباتی می‌تواند با محیط‌های طبیعی ترکیب شود و از طریق پراکندگی بذر بدون دخالت انسان، به حفظ طولانی‌مدت اکوسیستم و حفظ محیط زیست در طول دهه‌ها کمک کند.

شینتاک گفت: «همچنین ممکن است با سبز کردن جزایر غیر مسکونی یا مناطق آلوده ای که برای انسان غیرقابل دسترس هستند، محیط زیست را پاکسازی کند. از منظر مکان‌های دوردست، حتی می‌توان آن را برای شکل‌دهی سیاره‌ای به کار برد.»

این همه در آینده دور است. از این گذشته، هنوز روزهای اولیه برای روبات های گیاهی است.

ربات گیاهی ما یک گام کوچک اما ثابت به جلو برداشته است. ابتدا روی بهبود عملکرد ربات کار خواهیم کرد. ما همچنین ترکیب گیاهان مختلف و انواع مختلف ربات ها را برای آنها بررسی خواهیم کرد."

برخی از درختان، مانند Yakusugi و Metasequoia، گفته می شود که طول عمر چندین هزار سال دارند. بنابراین، ربات های گیاهی که بر روی این درختان ساخته شده اند نیز ممکن است قادر به انجام وظایف در چنین مقیاس های زمانی باشند. تصور کردن سیستم‌های مصنوعی مانند آن بسیار سرگرم کننده است.»

https://www.advancedsciencenews.com/a-robot-made-from-radish-sprouts-and-the-rise-of-plant-based-machines/