به نام خدا
مسیر یابی بدون GPS !!!
یک تیم بین المللی از دانشمندان، از جمله محققان دانشگاه ادینبورگ، کلونی مورچه های صحرا در سویل را مورد مطالعه قرار دادند تا ببینند چگونه حشرات هنگام حمل و نقل قطعات غذا با اندازه های مختلف حرکت می کنند. اگرچه مورچه ها معمولاً هنگام حمل تکه های کوچک غذا به جلو راه می روند، اما اغلب به سمت عقب راه می روند تا وسایل بزرگتر را به لانه خود بکشند.
تحقیقات قبلی نشان داده است که مورچه‌هایی که به جلو راه می‌روند با مقایسه آنچه در مقابل خود می‌بینند با خاطرات بصری مسیر راه خود را پیدا می‌کنند. این تیم دریافتند که مورچه‌هایی که به سمت عقب حرکت می‌کنند در عوض از موقعیت خورشید در آسمان برای هدایت آنها استفاده می‌کنند. محققان مشاهده کردند که مورچه ها، زمانی که از یک آینه برای تغییر درک آنها از مکان خورشید استفاده می شود، در جهت اشتباه حرکت می کنند. مورچه‌های عقب رو برای اطمینان از اینکه در مسیر باقی می‌مانند، معمولاً آنچه را که حمل می‌کنند رها می‌کنند و می‌چرخند. آنها این کار را انجام می دهند تا آنچه را که می بینند با خاطرات بصری خود از مسیر مقایسه کنند و اگر از مسیر خارج شده اند، جهت حرکت خود را اصلاح کنند.
محققان در فرانسه نیز به تازگی رباتی ساخته اند که آن را “AntBot” می نامند.ربات کمی کوچک است، شش پا دارد که به سمت خود می چرخند. این نام از تقلید مهارت های ناوبری مورچه صحرایی توسط ربات ناشی می شود.
ساخت ربات‌های مستقل بسیار پیچیده است، عوامل متعددی در آن دخیل هستند. فقط حرکت در اطراف نیاز به آگاهی فضایی، تشخیص اشیا، ردیابی GPS دارد. در این مورد، محققان رباتی را می خواستند که بتواند بدون نیاز به GPS حرکت کند. این ربات 9 اینچی ساخته محققان دانشگاه Aix-Marseille است. آنها پاها را به جای چرخ انتخاب کردند، زیرا اگرچه کندتر هستند، اما برای عبور از زمین های ناهموار مناسب تر هستند. با این حال، بخش کلیدی ایجاد آنها مجموعه ای از ابزارهای ناوبری است که از دو گونه مورچه به عاریت گرفته شده است: Cataglyphis fortis صحرای آفریقا و Melophorus bagoti از استرالیای مرکزی.
جولین دوپیرو، نویسنده اصلی مقاله، توضیح می‌دهد که چگونه این مورچه‌های صحرایی مسافت‌های زیادی را در جستجوی غذا طی می‌کنند. موضوع این است که مورچه های دیگر می توانند با دنبال کردن بوی فرمون هایی که از خود به جا می گذارند راه خانه خود را پیدا کنند. با این حال، گرمای سوزان بیابان این تاکتیک را بی فایده می کند، بنابراین مورچه های آنجا مجبور به سازگاری شدند. در عوض، آنها از ترکیبی از تاکتیک‌هایی استفاده می‌کنند که دانشمندان آن را «ادغام مسیر» می‌نامند.
یکی از این تاکتیک‌ها از چشم‌های مرکب آنها استفاده می‌کند که حاوی گیرنده‌های نوری حساس به نور UV خورشید است که توسط مولکول‌های هوای پراکنده قطبی می‌شود. به طور خاص، این الگوهای قطبش با حرکت خورشید در آسمان تغییر می کند. مورچه ها در واقع یاد گرفته اند که چگونه این الگوهای در حال تغییر را ردیابی کنند تا موقعیت خورشید و در نتیجه جهت حرکت آنها را بفهمند.
مورچه ها با وجود جثه کوچکشان در واقع مغز بزرگی دارند. آنها نسبت به بدنشان بزرگترین مغز پادشاهی حیوانات را دارند. اندازه مغز در برخی از گونه ها 15 درصد از کل جرم مورچه ها را تشکیل می دهند در حالی که برای انسان ها 2 درصد است. این حداقل تا حدی مهارت مورچه ها را برای یافتن راه خانه در تقریباً هر شرایطی از سفرهای جستجوی غذا توضیح می دهد.
شاهکار دیگری که آنها از آن استفاده می کنند، ردیابی سرعت حرکت تصویر زمین در چشمانشان است که به آن جریان نوری می گویند. می‌دانید چگونه اگر از پنجره ماشینی که با سرعت زیاد در حرکت است به چیزهایی که در چند قدمی آنها فاصله دارند نگاه کنید، آن را تار می‌کنید مگر اینکه سرتان را بچرخانید تا روی آن تمرکز کنید؟ اساساً همین است. مورچه ها می توانند از این جریان نوری، در ترکیب با آگاهی از تعداد قدم هایی که برداشته اند، برای تخمین مسافتی که طی کرده اند استفاده کنند.
بنابراین وقتی یک قطب نما داخلی را به همراه یک ردیاب فاصله در یک ربات قرار می دهید، چیزی که به دست می آورید یک دستگاه خانه متحرک است. در آزمایش، تیم ربات Raspberry Pi-powered را فرستاد تا به طور تصادفی برای مدت کوتاهی قدم بزند، قبل از اینکه به آن دستور دهد به خانه بازگردد. بدون توجه به زمین و با استفاده از خورشید، AntBot در یافتن کوتاه ترین مسیر بازگشت تقریباً بی عیب و نقص بود
این تیم قبلاً تخمین زده بود که ساخت این حسگرها حدود 85000 دلار هزینه داشته باشد. با این حال، آنها توانستند با استفاده از مواد و حسگرهای ارزان‌تر، هزینه را به میزان قابل توجهی کاهش دهند و ساخت خود را تنها با 500 دلار کاهش دهند.
دوپیرو گفت: اگرچه GPS تأثیر زیادی در ناوبری در سراسر جهان دارد، اما دارای محدودیت‌های متعددی است. دقت نسبتاً کمی برای دستگاه‌های کوچک‌تر مانند گوشی‌های هوشمند، و در روزهای ابری، بارانی یا برفی خوب نیست. AntBot و روبات‌هایی مانند آن، حداقل در تئوری، باید بتوانند این محدودیت‌ها را دور بزنند.
این می‌تواند برای ساخت ربات‌ها در آینده بسیار بزرگ باشد، زیرا می‌دانیم که اگر همیشه به یک نقطه خاص برمی‌گردند، لزوماً نیازی به تجهیز همه آنها به GPS نداریم.
منابع:
http://www.Indiatimes.com
University of Edinburgh website
http://www.ed.ac.uk
