باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - تیمی از دانشمندان در حال ساخت ربات‌های شناگر کوچکی هستند که با الهام از سلول‌های باکتریایی و اسپرم‌ها می‌توانند پزشکی را متحول کنند.

به گفته دانشمندان، این ربات‌ها می‌توانند دارو‌ها را با دقت بیشتری منتقل کنند، اقدامات پزشکی را با آسیب کمتر انجام دهند و حتی به درمان‌های باروری کمک کنند.

اما برای این‌که این ربات‌ها که به نام «ریزشناگر مصنوعی هوشمند» (SAMs) شناخته می‌شوند، مؤثر واقع شوند؛ دانشمندان باید بدانند که چگونه در مایعات بیولوژیکی پیچیده رفتار می‌کنند، به‌ویژه زمانی که به صورت گروهی حرکت می‌کنند.

Ebru Demir، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه Lehigh، از ربات‌های ریزشناگر مجهز به هوش مصنوعی برای پاسخ به سؤالات مربوط به فیزیک پیشرانه‌ای که این دستگاه‌ها برای مؤثر بودن در کاربرد‌های پزشکی نیاز دارند، استفاده می‌کند.

دمیر می‌گوید نزدیک بودن یک ربات شناگر بر روی حرکت و سرعت حرکت آن تأثیر می‌گذارد، همان‌طور که پرندگان نزدیک در حین پرواز بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند.

او توضیح داد: پرندگان در ساختار V پرواز می‌کنند، زیرا باعث صرفه جویی در انرژی می‌شود، اما ما نمی‌دانیم که شکل گیری بهینه برای گروهی از ربات‌های شنا چیست.

تیم Demir قصد دارد ربات‌های شناگر با اندازه چند سانتی‌متر را آزمایش کند که قادر به حرکت مستقل و مجهز به میکروکنترلر هستند. هوش مصنوعی برای اجرای الگوریتم‌های یادگیری تقویتی برنامه ریزی شده است. این ربات‌ها که اندازه آن‌ها بین ۱۰ تا ۲۰ سانتی متر است، در مایعاتی که مایعات بدن انسان را شبیه سازی می‌کنند، مانند خون آزمایش خواهند شد.

بر خلاف آب، این سیالات غیر نیوتنی ویسکوزیته خود را بسته به فشار اعمال شده به آن‌ها تغییر می‌دهند که بر نحوه کار ربات‌ها تأثیر می‌گذارد.

همان‌طور که ربات‌ها به طور مستقل حرکت می‌کنند، هوش مصنوعی به طور مداوم حرکت آن‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کند و وضعیت آن‌ها را برای افزایش سرعت و قدرت بهینه می‌کند. اگر یک ربات شنا به ربات دیگری نزدیک شود، ممکن است به طور خودکار شروع به شتاب گرفتن کند. همان‌طور که به نزدیک شدن ادامه می‌دهد، ممکن است به نقطه‌ای برسد که خیلی به ربات دیگر نزدیک شود و برای جلوگیری از برخورد یا تداخل، سرعت آن را کاهش دهد. سپس ربات به موقعیت بهینه باز می‌گردد که به آن اجازه می‌دهد به طور موثر حرکت کند.

این فرآیند به ربات‌ها اجازه می‌دهد تا استراتژی حرکت خود را به صورت جداگانه یا جمعی به طور خودکار تنظیم کنند و می‌توانند برای دستیابی به بهترین عملکرد، با شرایط محیطی سازگار شوند.

دمیر می‌گوید: هنگام شنا، ربات‌ها دائماً در حال تعامل با محیط هستند، الگوریتم‌هایی را اجرا می‌کنند، محاسبه می‌کنند که در کجای سازند قرار دارند و چقدر سریع یا کارآمد حرکت می‌کنند. هدف پیدا کردن بهترین استراتژی برای حرکت سریع و کارآمد است.

هدف از این کار توسعه ربات‌های شناگر است که می‌توانند به داخل بدن انسان برسند، از طریق رگ‌های خونی مانور دهند تا شیمی‌درمانی را مستقیماً به تومور‌ها تحویل دهند یا لخته‌ها را بدون نیاز به رقیق‌کننده‌های خون حل کنند. این فناوری همچنین می‌تواند به اسپرم‌هایی با تحرک ضعیف کمک کند تا در درمان‌های باروری به تخمک برسند.

منبع: Interesting Engineering