استفاده نوآورانه از سوسک های سایبورگ در عملیات نجات حوادث

به‌کارگیری سوسک‌های سایبورگ در ماموریت‌های امداد و نجات

در زمان وقوع بلایای طبیعی مانند زلزله، حادثه معدنی یا فروریختن ساختمان‌ها، پیدا کردن بازماندگان گرفتار زیر آوار یکی از بزرگترین چالش‌های نیروهای امدادی است. اخیراً تحقیقات نوآورانه‌، سوسک‌های سایبورگ مجهز به فناوری پیشرفته کنترل از راه دور را به عنوان راهکاری انقلابی در عملیات جستجو و نجات معرفی می‌کند.

در طرحی مشترک که با همکاری دانشگاه کویینزلند و دانشگاه نیو ساوت ولز استرالیا به همراه دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور انجام شده است، پژوهشگران موفق به توسعه سوسک‌های سایبورگ با عنوان «ZoBorgs» شدند که قادر به عبور از زمین‌های دشواری هستند که حتی پیشرفته‌ترین ربات‌ها نیز در آن دچار مشکل می‌شوند.

پیشرفت‌های علمی و مهندسی

در مرکز این تحقیقات، سوسک‌های دارکلینگ (Zophobas morio) قرار دارند که در مرحله لاروی خود به نام «سوپرورم» شناخته می‌شوند. این حشرات با طول بیش از سه سانتی‌متر، به دلیل ویژگی‌های تکاملی منحصر به فردی مانند پنجه‌های چسبنده و انعطاف‌پذیر و چنگال‌های قدرتمند، توانایی حرکت میان فضاهای تنگ و پر از مانع را دارند؛ توانایی‌هایی که در ربات‌های تخصصی کمتر دیده می‌شود. دانشمندان با استفاده از این ویژگی‌ها، سوسک‌ها را به کوله‌پشتی‌هایی با میکروچیپ مجهز کرده‌اند تا با ارسال پالس‌های الکتریکی دقیق به شاخک‌ها و بال‌پوش‌های (الیترون) سوسک، حرکات آن‌ها را کنترل کنند.

این فناوری روشی برای کنترل از راه دور ارائه می‌دهد که امکان هدایت دقیق سوسک‌ها را فراهم می‌سازد؛ امکانی که پیشتر ممکن نبود. با تحریک شاخک‌ها، پژوهشگران می‌توانند فرمان چرخش، کند شدن یا حرکت عقب‌گرد را صادر کنند. تحریک بال‌پوش‌ها نیز باعث حرکت رو به جلو یا شتاب گرفتن می‌شود و با فعال کردن یکی از بال‌پوش‌ها، سوسک به سمت دلخواه حرکت می‌کند. کنترل این فرمان‌ها از طریق کنترلرهای بازی ویدیویی انجام می‌گیرد، که شیوه‌ای شهودی برای ناوبری از راه دور در عملیات امداد است.

عملکرد و برتری نسبت به ربات‌های سنتی

نتایج این پژوهش که در مجله Advanced Science منتشر شده است، بسیار چشمگیر است. ZoBorgها در عبور از موانعی هم‌قد خود به موفقیت ۹۲ درصدی دست یافته‌اند که در محیط‌هایی با آوارهای زیاد، مزیت بزرگی به شمار می‌آید. همچنین توانایی انتقال از سطوح افقی به عمودی با نرخ موفقیت ۷۱.۲ درصد، این سوسک‌های سایبورگ را از ربات‌های مینیاتوری فعلی و نمونه‌های پیشین سوسک‌های سایبورگ متمایز می‌کند.

لاکلان فیتزجرالد، مهندس دانشگاه کویینزلند، بیان می‌کند: «ربات‌های کوچک معمولاً در عبور از زمین صاف به دیوارهای عمودی مشکل دارند، اما ZoBorgها به لطف میلیون‌ها سال تکامل، به راحتی این انتقال را انجام می‌دهند.» این انعطاف‌پذیری زیستی، سوسک‌های سایبورگ را در دسترسی به بازماندگان گرفتار یا مناطق غیرقابل دسترس بسیار کارآمد می‌سازد.

قابلیت‌های زیستی و پتانسیل‌های فراتر از امداد

سوسک‌های دارکلینگ تنها از نظر مکانیکی برتر نیستند. این گونه‌ها همچنین در کشورهای مختلف به خاطر ارزش تغذیه‌ای بالا و سرشار از پروتئین و اسیدهای چرب مصرف می‌شوند. لاروهای آن‌ها (سوپرورم) توانایی شگفت‌انگیزی در تجزیه پلی‌استایرن - یکی از آلاینده‌های رایج پلاستیکی - دارند. هرچند این رژیم برای خود سوسک‌ها مضر است، اما بررسی نحوه هضم آنها می‌تواند الهام‌بخش راهکارهای جدید برای مدیریت پسماند پلاستیکی در جهان باشد.

به کارگیری سوسک‌های سایبورگ، علاوه بر بهره‌گیری از توانایی‌های حسی طبیعی حشرات برای ناوبری، نیاز به سامانه‌های پیچیده و سنگین رباتیکی را کاهش می‌دهد. این شامل گیرنده‌های مکانیکی داخل اسکلت خارجی و سنسورهای پیشرفته در پاها برای دریافت نشانه‌های لرزشی و لمسی است که در فضاهای پرخطر و غیرقابل پیش‌بینی اهمیت ویژه‌ای دارد.

افق‌های آینده: ارتقای خودمختاری و حسگرهای پیشرفته

مرحله بعدی توسعه سوسک‌های سایبورگ، افزایش سطح خودمختاری آن‌هاست. پژوهشگران قصد دارند واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU) را برای جمع‌آوری اطلاعات زنده از شتاب و جهت‌یابی به سیستم اضافه کنند تا کنترل ربات‌های زیستی حتی در نبود تصویر زنده نیز امکان‌پذیر باشد. اضافه کردن دوربین‌های کوچک نیز می‌تواند به شناسایی بازماندگان و ارائه آگاهی موقعیتی ارزشمند به تیم‌های نجات کمک کند.

این پیشرفت‌ها همچنین آینده رباتیک را شکل می‌دهد. شناخت رفتار و آناتومی سوسک ممکن است به تولید سامانه‌های خودران انعطاف‌پذیرتر، مانند ربات‌هایی با شاخک و اندام قابل‌انعطاف برای حرکت در محیط‌های خطرناک منجر شود.

ملاحظات اخلاقی در پژوهش‌های سایبورگ

در تمام مراحل تحقیق، استانداردهای اخلاقی و رفاه جانوری رعایت شده است. سوسک‌ها در شرایط آزمایشگاهی ایده‌آل با بستر سبوس گندم و تغذیه از میوه‌های تازه نگهداری شدند. پس از اتمام نقش‌شان در آزمایشات، مراقبت لازم تا پایان عمر طبیعی سه ماهه این حشرات به عمل آمد تا اصول اخلاقی پژوهش حیوانی به طور کامل حفظ شود.

جمع‌بندی

پیشرفت سوسک‌های سایبورگ گام بلندی در تلفیق زیست‌شناسی، رباتیک و واکنش به بحران‌ها به شمار می‌آید. ترکیب حرکت طبیعی با امکان هدایت برنامه‌ریزی‌شده می‌تواند نقش نجات‌دهنده‌های مینیاتوری زیستی را در بهبود نتایج عملیات امداد و نجات، به ویژه در محیط‌های غیرقابل پیش‌بینی، چند برابر کند. هرچند ربات‌های توانمند همواره نماد داستان‌های علمی-تخیلی بوده‌اند، اما شواهد علمی نشان می‌دهد آینده امداد و رباتیک شاید بسیار کوچک‌تر و حشرات‌محور باشد؛ اما بی‌تردید نقشی حیاتی در نجات جان انسان‌ها خواهند داشت.