Γιατί ένας ερευνητής κατασκευάζει ρομπότ που μοιάζουν και λειτουργούν σαν νυχτερίδες

Οι αποστολές έρευνας και διάσωσης γίνονται συχνά σε περιοχές που είναι δύσκολο να πλοηγηθούν οι άνθρωποι λόγω ακραίων καιρικών συνθηκών, ανώμαλου εδάφους ή επικίνδυνων συνθηκών όπως καπνός ή σκόνη.

Ένας ερευνητής στο Worcester Polytechnic Institute (WPI) θέλει να στείλει ρομπότ εμπνευσμένα από νυχτερίδες σε αυτές τις αποστολές αντί για ανθρώπους.

Ο Nitin J. Sanket, καθηγητής στο WPI, έχει αναπτύξει με την ομάδα του μικρά ιπτάμενα ρομπότ που χωρούν στην παλάμη ενός χεριού και χρησιμοποιούν υπερήχους — ακριβώς όπως οι νυχτερίδες. Αυτά τα ρομπότ χρησιμοποιούν λογισμικό με τεχνητή νοημοσύνη για να φιλτράρουν τον θόρυβο από τα σήματα υπερήχων που συλλέγουν οι συσκευές, επιτρέποντάς τους να εντοπίζουν εμπόδια σε ακτίνα δύο μέτρων.

«Η έρευνα και η διάσωση γίνονται με τα πόδια», είπε ο Sanket στο TechCrunch. “Υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που πηγαίνουν με τα πόδια με φακούς σε πολύ σκληρές συνθήκες και θέτουν τη ζωή τους σε κίνδυνο για να σώσουν άλλους. Πιστεύαμε ότι τα drones είναι η απάντηση γιατί μπορούν να καλύψουν πολύ έδαφος πολύ γρήγορα. Μπορούν να είναι ευκίνητα και γρήγορα.”

Η Sanket έχει από καιρό γοητευτεί από τα εναέρια ρομπότ και τα drones και το πώς η τεχνολογία μπορεί να προσαρμοστεί εκ των υστέρων για πραγματικές καταστάσεις. Κατά τη διάρκεια του διδακτορικού του προγράμματος, ο σύμβουλός του τον προκάλεσε να δημιουργήσει το μικρότερο δυνατό ρομπότ, γεγονός που πυροδότησε την έρευνά του να πάρει στοιχεία από τη βιολογία για την κατασκευή μικρότερων μηχανών.

«Έπρεπε να ξανασκεφτούμε τι θα ήταν ένα drone σε εκείνο το σημείο, το οποίο είναι να επιστρέψουμε στη βιολογία, επειδή η βιολογία κάνει αυτόν τον τρόπο καλύτερα από ό,τι μπορούμε σήμερα», είπε ο Sanket. “Πώς το κάνουν τα έντομα ή τα πουλιά με εξαιρετικά περιορισμένο υπολογιστικό και όχι και τόσο καλό αισθητήριο; Τα μάτια τους δεν είναι τόσο ωραία, ο εγκέφαλός τους είναι πολύ μικρός, αλλά εξακολουθούν να είναι σε θέση να κάνουν αυτά τα καταπληκτικά κατορθώματα της πτήσης. Έτσι αρχίσαμε να το εξετάζουμε και αυτό ήταν που οδήγησε στη διδακτορική μου διατριβή.”

Ο Sanket κατασκεύασε ένα πρωτότυπο ρομποτικής κυψέλης που αποτελείται από μικρά drones που μπορούσαν να επικονιάσουν λουλούδια. Παρά τις προσπάθειές του, συνειδητοποίησε ότι αυτή η εφαρμογή ήταν πιθανότατα ένα φεγγάρι και άρχισε να σκέφτεται περιοχές όπου τα ρομπότ βασισμένα στη βιολογία θα μπορούσαν να κάνουν τη διαφορά νωρίτερα, κάτι που τον οδήγησε στο τρέχον έργο του.

Για τα ρομπότ έρευνας και διάσωσης, η κύρια πρόκληση ήταν η κατασκευή κάτι με τους απαραίτητους αισθητήρες και την τεχνολογία πτήσης χωρίς να γίνει το ρομπότ πολύ μεγάλο, ακριβό ή ενεργοβόρο.

Ο Sanket είπε ότι στράφηκαν στους αισθητήρες υπερήχων που χρησιμοποιούνται στις αυτόματες βρύσες επειδή απαιτούν πολύ λίγη ισχύ. Ενώ αυτή η προσέγγιση λειτούργησε, οι έλικες που κατασκεύασαν στα ρομπότ δημιουργούσαν υπερβολικό θόρυβο, ο οποίος υπερφόρτωσε την ικανότητα του αισθητήρα να εντοπίζει εμπόδια.

Για να διορθώσουν αυτό το πρόβλημα, γύρισαν πίσω σε νυχτερίδες.

«Οι νυχτερίδες έχουν αυτούς τους ειδικούς ιστούς στη μύτη, τα αυτιά και το στόμα τους που αλλάζουν προσαρμοστικά σε πάχος και πυκνότητα για να ρυθμίσουν τον τρόπο με τον οποίο ακούν και κελαηδούν τον ήχο», είπε ο Sanket. «Είμαστε σαν, “Εντάξει, αυτό είναι πολύ ωραίο”. Μπορούμε να κάνουμε κάτι τέτοιο; Σχεδιάσαμε μια τρισδιάστατη τυπωμένη δομή για να την τοποθετήσουμε μπροστά από το ρομπότ, το οποίο ουσιαστικά κάνει το ίδιο [functionally, as] αυτό που κάνει μια νυχτερίδα, που είναι να αλλάζει το σχήμα του ίδιου του ήχου».

Τώρα που κατάφεραν να κάνουν τα ρομπότ να δουλέψουν, εργάζονται για να αντιμετωπίσουν την επόμενη πρόκληση: να βελτιώσουν την ταχύτητά τους.

«Εμείς, ως ανθρώπινα όντα, μας αρέσει να προσπαθούμε να μιμούμε πολλά πράγματα που κάνει ο ανθρώπινος εγκέφαλος», είπε ο Sanket. “Έχουμε την τάση να ξεχνάμε πόσο αξιοσημείωτα είναι τα άλλα ζώα, τα οποία είναι πολύ μικρότερα από εμάς. Ειδικά τα έντομα και τα πουλιά, που είναι πολύ πιο μικροσκοπικά, μπορούν πραγματικά να κάνουν αξιοσημείωτα επιτεύγματα πλοήγησης, τα οποία νομίζω ότι δεν βλέπουμε συχνά. Νομίζω ότι πρέπει να σκεφτόμαστε περισσότερο ως επιστήμονες παρά ως καθαροί μηχανικοί.”