Интерактивті робототехника деп аталатын зерттеу саласы көп ұзамай алдын ала бағдарламаланған, қайталанатын тапсырмаларды орындаудан тыс, тірі заттармен әрекеттесу сияқты күрделі әрекеттерге көшті. Мысалы, жануарлар мен өсімдіктерді зерттеу үшін биоүйлесімді және биомиметикалық роботтар жиі қолданылады.
Жануарларды циклде пайдаланатын роботтық жүйелер дәстүрлі әдістерді қолдану арқылы зерттеу қиын ұжымдық мінез-құлықтарды зерттеу үшін әсіресе пайдалы. Бұл жүйелер жануарлардың мінез-құлқы мен табиғатты қорғау зерттеулеріне жаңа перспективалар ұсынып қана қоймайды. Олар сонымен қатар роботтардағы инженерлік инновацияларды алға тартады.
Швейцариядағы École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) мен Австриядағы Грац университеті арасындағы жақында серіктестік роботтық жүйе жобаланған және бал арасының колониясына біріктірілген кезде циклдегі жануарлар жүйелері қаншалықты сәтті болатынын көрсетті.
Роботтық құрылғыны пайдалана отырып, зерттеушілер 2020 және 2021 жылдың қысында еуропалық үш бал арасының (Apis mellifera) колонияларында интрузивті емес зерттеулер жүргізді. Температураны реттеу арқылы зерттеушілер ұядағы аралардың қозғалысына әсер етіп, қозғалыстың жаңа үлгілерін бақылап, колониядағы ұжымдық терморегуляция әрекеттерін талдай алды. Топ өз нәтижелерін наурыз айында Science Robotics журналында жариялады.
Рафаэль Бармак, EPFL PhD докторы және зерттеу авторларының бірі құрылғыны «негізінен биоүйлесімді ғана емес, сонымен қатар бал араларымен әрекеттесу үшін сенсорлар, электронды [және] термиялық жетектер жиынтығы бар оғаш роботтық жүйе ретінде сипаттайды. " Бал аралары өте иемденеді және олардың ұясына кірген бейтаныс адамдарды жояды немесе жасырады. Сондықтан, инженерлер өз жүйелерін орнатқанда, қажетті роботтық мүмкіндіктерден басқа, бал араларының әлеуметтік мінез-құлқын да ескеруі керек болды.
Бармактың айтуынша, жануарларды зерттеу үшін роботтарды пайдалану сау ұялар мен аралардың өмірлік циклі үшін өте маңызды жергілікті температураны анықтау сияқты жалықтыратын және қайталанатын тапсырмаларды автоматтандырады.
«Ара колониясында температураны өлшеу оңай емес. Бұл құрылғының бірегей ерекшелігі - ол аралар колонияға сәтті біріктірілгеннен кейін олардың құрамындағы сенсорларды қоршайды. Әйтпесе, омарташылар мен ғалымдар көбінесе сыртқы температураның дәл емес деректеріне сенуге мәжбүр.
EPFL-Грац университетінің командасы дизайн мінсіз болғанға дейін бірнеше түзетулер жасауға мәжбүр болды. Аяқталған роботтың жоғарғы жағында ара шаруашылығының жақтауына ұқсайтын электр панелі орналасқан. Бармактың айтуынша, жылу жетектері, сенсорлар және басқа да тірек электроника орналасқан баспа схемасы (ПХБ) дәл ортасында орналасқан.
Бізде барлық [жұмысты] басқаратын микроконтроллер деп аталатын процессор бар». ПХД тек шайырмен қапталған және балауызбен қапталған бірінші дизайнды аралар қабылдамады. Осыдан кейін зерттеушілер ғимарат үлгісіне жақтауды қосуды таңдады және бірнеше түрлі материалдарды қолданып көргеннен кейін олар колонияны қызықтыру үшін қалыңдығы 1 миллиметрлік лазермен кесілген торға орналасты.
Құрылғының сенсорлық массивтері арқылы тіпті колонияның жақындап келе жатқан жылу күйреуін анықтауға болады. Бұл температура қауіпті түрде төмендеген кезде болады (еуропалық бал аралары үшін 10 ºC төмен, мұнда аралар жылу шығару үшін қанаттарын қаға алмайды). «Біз термиялық мәліметтерді қарастырған кезде, араларға қауіп төніп тұрғанын, олардың қозғалуын тоқтатқанын түсінгеннен кейін білдік», - дейді Бармак. Зерттеушілер колонияның ұжымдық әрекеттерін талдау үшін бұрын пайдаланылған термиялық жетектер арқылы жылуды көтеруді таңдаған кезде аралар аман қалды.
Бармак пен оның командасы араларды колонияға жылжыту үшін қысқы колонияларда бұрын-соңды қолданылмаған термиялық ынталандыруларды да қолданды. Олар аралардағы бұрын танылмаған мінез-құлық үлгілерін және олардың термиялық сигналдарды қаншалықты қадағалайтынын анықтады, олардың екеуі де ара шаруашылығының жаңа әдістерін жасау үшін пайдаланылуы мүмкін. Олар қазіргі уақытта өздерінің роботтық жабдықтарымен жазғы колонияларды зерттеуге дайындалуда, бұл сәл қиынырақ болады, өйткені ол кезде аралар әлдеқайда белсенді.
Бармактың айтуынша, бұл роботтық жүйенің ең маңызды аспектісі - бұл зерттеушілерге осы тіршілік иелері туралы көбірек білуге және қазіргі түсінікті жақсартуға мүмкіндік береді. Ғылыми қызығушылықты тудырудан басқа, ол жануарлардың колонияларын зерттеу үшін интерактивті роботтық жүйелерді пайдаланудың әлеуетін көрсетеді, содан кейін деректерді жаңа электронды ауылшаруашылық құралдарын, сенсорларды және өріске арналған басқа заттарды өндіру үшін пайдалануды көрсетеді.
дереккөз: spectrum.ieee.org
Günceleme: 12/04/2023 16:27