فك تشفير حركة «السمندل» يفتح الباب لإنتاج روبوتات خاصة

رسم تخطيطي لمشي السمندل (الفريق البحثي)

نجح باحثون من جامعة توهوكو اليابانية، والمعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان، في فك تشفير آليات التحكم الحركية المرنة التي يقوم عليها مشي «السمندل»، وهو ما يفتح الباب لإمكانية إنتاج روبوتات مستوحاة من حركة هذا الحيوان، كما أعلنوا في دراسة نشرت أول من أمس في دورية «فورنتيرز إن نيوروروبوتيكس».
ويمكن للحيوانات ذات الأربع أقدام التنقل في بيئات معقدة وغير متوقعة وغير منظمة، وهذه القدرة الرائعة هي بفضل التنسيق بين رباعي الأرجل وأجزاء الجسم الأخرى، مثل الجذع والرأس والذيل (أي التنسيق بين الجسم والأطراف)، ويعتبر السمندل عينة ممتازة لدراسة آليات التنسيق بين الجسم والأطراف، فهو حيوان برمائي يستخدم أربع أرجل ويمشي عن طريق التأرجح من اليسار إلى اليمين في حركة تعرف باسم التموج، ونظامه العصبي أبسط من نظرائه في الثدييات، ويغير من نمط مشيه وفقاً للسرعة التي يتحرك بها.
ولفك شفرة حركة السمندل، قام الباحثون بقيادة أكيو إيشيجورو، من معهد أبحاث الاتصالات الكهربائية في جامعة توهوكو بوضع نموذج للجهاز العصبي للسمندل رياضيا وأجرى محاكاة فيزيائية للنموذج. وفي صنع النموذج، افترض الباحثون أنه يتم التحكم في الساقين والجسم لدعم الحركات الأخرى من خلال مشاركة المعلومات الحسية، ثم أعادوا إنتاج تحولات مشية السمندل المعتمدة على السرعة من خلال المحاكاة الحاسوبية.
ويقول إيشيجورو: «نأمل أن تقدم هذه النتيجة نظرة ثاقبة للآلية الأساسية وراء الحركة التكيفية والمتعددة الاستخدامات للحيوانات، وهو ما يمكن أن يساعد في تطوير روبوتات يمكنها التحرك بخفة حركة عالية وقادرة على التكيف من خلال التغيير المرن لأنماط التنسيق بين الجسم والأطراف».
وسبق للفريق البحثي فك شفرة التنسيق بين الجسم والأطراف في الصراصير البحرية عام 2019، والصراصير ذوات الأربع أرجل التي تظهر عدواً يشبه الفهد عام 2020، وأخيراً السمندل.
ويضيف: «بناءً على هذه الدراسات، نهدف إلى إيجاد قواسم مشتركة بين مختلف الحيوانات ذات الأرجل، وإنشاء إطار تحكم عالمي للروبوتات ذات الأرجل وذات المتانة العالية والقدرة على التكيف».