amerikali
Yeni Üye
Hiroşima Üniversitesi ve Osaka Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, cyborg hamamböceği sürülerini zorlu arazilerde sıkışıp kalmadan kontrol etmek için bir algoritma geliştirdiler. Yön kontrolü sağlayan küçük bir elektronik sırt çantasıyla donatılan gerçek hamamböceklerinin, afet yardım operasyonları, arama kurtarma ve denetim görevlerine hazırlıklı olması amaçlanıyor.
Reklamcılık
Cyborg hamamböceklerini kontrol etmek yeni değil. Bilim insanları birkaç yıldır biyolojik böcekleri uzaktan kontrol etmenin yollarını araştırıyorlar. Bu amaçla hamamböcekleri, içinde kontrol elektroniği, piller, sensörler ve bazen de kameraların bulunduğu küçük sırt çantaları ile donatılmıştır. Hamamböceklerine gerekli müdahaleler sınırlıdır ve büyük ölçüde hamamböceğinin sensörlerini problar aracılığıyla uyarmak için elektronik cihazlara bağlamakla sınırlıdır. Daha sonra cyborg hamamböcekleri, sensörleri uyararak istenen yöne yönlendirilir.
Ancak şimdiye kadar kontrol bireysel böceklerle sınırlıydı, ancak böceklerin robotik teknoloji kullanılarak siborglara toplu olarak dönüştürülmesi laboratuvar koşullarında zaten mümkün. Ancak böcek sürülerinin tamamı henüz kontrol altına alınamıyor. Ancak bu, örneğin afet bölgelerindeki arama görevleri sırasında mümkün olduğu kadar çok sayıda cyborg hamamböceği kullanarak 72 saatlik bir süre içinde hayatta kalanların izini sürebilmek için gereklidir.
Cyborg hamamböceklerinin bireysel operatörler aracılığıyla uzaktan kontrolü çok karmaşık ve dolayısıyla etkisizdir. Ayrıca sürüler, her bir böcek için ayrıntılı talimatlar ileten algoritmalar kullanılarak yeterince iyi koordine edilemez.
Bağımsız cyborg böcekler
Hiroşima Üniversitesi ve Osaka Üniversitesi'nden araştırmacılar, Nature Communications'da yayınlanan “Bilinmeyen engelli yumuşak arazide cyborg-böceklerin sürü halinde navigasyonu” çalışmasında birden fazla siborg hamamböceğinin kontrol problemine yeni bir yaklaşım buldular. Bilim adamları, kontrol sırt çantasını diğer böceklerin sırt çantalarıyla koordine eden ve sürüyü yukarıya yönlendiren bir lider böceğe güveniyorlar. Sürü dinamik olarak kontrol edilebilir ve cyborg hamamböcekleri, örneğin engelleri aşarken veya sıkışıp kaldıklarında birbirlerine yardım edebilir.
Bilim adamlarının geliştirdiği algoritma, yalnızca ilerlemeleri gereken hedefe giden yönü kontrol ediyor. Ancak karmaşık arazi oluşumlarında ve engelleri aşarken cyborg hamamböcekleri bağımsız hareket eder. Bu onların çevrelerindeki değişikliklere tamamen bilgisayar kontrollü mantıkla mümkün olabileceğinden çok daha hızlı bir şekilde içgüdülerine dayalı olarak tepki vermelerine olanak tanır.
Bilim adamları bu yaklaşımı pratikte denediler. Bunun için uygun elektroniklerle hazırlanmış Madagaskar hamamböceklerini kullandılar.
Deneylerde araştırmacılar yaklaşımın işe yaradığını kanıtlamayı başardılar. Bireysel böceklerin tam kontrolü gerekli değildir. Algoritma ve kontrolün böceklere geçici olarak devredilmesi, cyborg hamamböceklerini hareket etmeleri için tekrar tekrar uyarma ihtiyacını yüzde 50 oranında en aza indirmeyi başardı. Ayrıca böceklerin tuzağa düşmesi, sıkışıp kalması gibi sorunlar daha çabuk çözülebilir, hatta önlenebilir.
“Robotlardan farklı olarak böcekler, onlardan beklediğimiz gibi davranmıyor. Ancak onları tam olarak kontrol etmek için güç kullanmaya çalışmak yerine, rahat ve kaba bir yaklaşımın yalnızca daha iyi sonuç vermekle kalmayıp, aynı zamanda karmaşık davranışların doğal olarak ortaya çıkmasına da yol açtığını gördük. Algoritma olarak tasarlanması zor olan işbirlikçi eylemler gibi” diyor Bilgi Bilimi ve Teknolojisi Enstitüsü profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Wakamiya Naoki.
Robotlardan daha iyi cyborglar
İlgili bilim insanları, cyborg hamamböceklerinin “arama ve kurtarma” görevlerinde kullanılmasının robotlara göre açık bir avantaja sahip olduğunu düşünüyor. Cyborg'lar, güç yoğun, elektrik motoruyla çalışan robot tahrik sistemlerine göre önemli ölçüde daha az enerjiye ihtiyaç duyuyordu. Ayrıca çok fazla bilgi işlem gücü gerektiren karmaşık kontrol elektroniklerini çalıştırmaya da gerek yoktur.
Başka bir araştırma projesinde bilim insanları artık cyborg böceklerini, yükleri birlikte taşımak gibi işbirlikçi eylemler gerçekleştirmeye teşvik eden algoritmalar geliştirmek istiyorlar. Ayrıca mevcut kontrol algoritması çeşitli gerçekçi senaryolarda test edilecek ve geliştirilecektir.
(olb)
Reklamcılık
Cyborg hamamböceklerini kontrol etmek yeni değil. Bilim insanları birkaç yıldır biyolojik böcekleri uzaktan kontrol etmenin yollarını araştırıyorlar. Bu amaçla hamamböcekleri, içinde kontrol elektroniği, piller, sensörler ve bazen de kameraların bulunduğu küçük sırt çantaları ile donatılmıştır. Hamamböceklerine gerekli müdahaleler sınırlıdır ve büyük ölçüde hamamböceğinin sensörlerini problar aracılığıyla uyarmak için elektronik cihazlara bağlamakla sınırlıdır. Daha sonra cyborg hamamböcekleri, sensörleri uyararak istenen yöne yönlendirilir.
Ancak şimdiye kadar kontrol bireysel böceklerle sınırlıydı, ancak böceklerin robotik teknoloji kullanılarak siborglara toplu olarak dönüştürülmesi laboratuvar koşullarında zaten mümkün. Ancak böcek sürülerinin tamamı henüz kontrol altına alınamıyor. Ancak bu, örneğin afet bölgelerindeki arama görevleri sırasında mümkün olduğu kadar çok sayıda cyborg hamamböceği kullanarak 72 saatlik bir süre içinde hayatta kalanların izini sürebilmek için gereklidir.
Cyborg hamamböceklerinin bireysel operatörler aracılığıyla uzaktan kontrolü çok karmaşık ve dolayısıyla etkisizdir. Ayrıca sürüler, her bir böcek için ayrıntılı talimatlar ileten algoritmalar kullanılarak yeterince iyi koordine edilemez.
Bağımsız cyborg böcekler
Hiroşima Üniversitesi ve Osaka Üniversitesi'nden araştırmacılar, Nature Communications'da yayınlanan “Bilinmeyen engelli yumuşak arazide cyborg-böceklerin sürü halinde navigasyonu” çalışmasında birden fazla siborg hamamböceğinin kontrol problemine yeni bir yaklaşım buldular. Bilim adamları, kontrol sırt çantasını diğer böceklerin sırt çantalarıyla koordine eden ve sürüyü yukarıya yönlendiren bir lider böceğe güveniyorlar. Sürü dinamik olarak kontrol edilebilir ve cyborg hamamböcekleri, örneğin engelleri aşarken veya sıkışıp kaldıklarında birbirlerine yardım edebilir.
Bilim adamlarının geliştirdiği algoritma, yalnızca ilerlemeleri gereken hedefe giden yönü kontrol ediyor. Ancak karmaşık arazi oluşumlarında ve engelleri aşarken cyborg hamamböcekleri bağımsız hareket eder. Bu onların çevrelerindeki değişikliklere tamamen bilgisayar kontrollü mantıkla mümkün olabileceğinden çok daha hızlı bir şekilde içgüdülerine dayalı olarak tepki vermelerine olanak tanır.
Bilim adamları bu yaklaşımı pratikte denediler. Bunun için uygun elektroniklerle hazırlanmış Madagaskar hamamböceklerini kullandılar.
Deneylerde araştırmacılar yaklaşımın işe yaradığını kanıtlamayı başardılar. Bireysel böceklerin tam kontrolü gerekli değildir. Algoritma ve kontrolün böceklere geçici olarak devredilmesi, cyborg hamamböceklerini hareket etmeleri için tekrar tekrar uyarma ihtiyacını yüzde 50 oranında en aza indirmeyi başardı. Ayrıca böceklerin tuzağa düşmesi, sıkışıp kalması gibi sorunlar daha çabuk çözülebilir, hatta önlenebilir.
“Robotlardan farklı olarak böcekler, onlardan beklediğimiz gibi davranmıyor. Ancak onları tam olarak kontrol etmek için güç kullanmaya çalışmak yerine, rahat ve kaba bir yaklaşımın yalnızca daha iyi sonuç vermekle kalmayıp, aynı zamanda karmaşık davranışların doğal olarak ortaya çıkmasına da yol açtığını gördük. Algoritma olarak tasarlanması zor olan işbirlikçi eylemler gibi” diyor Bilgi Bilimi ve Teknolojisi Enstitüsü profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Wakamiya Naoki.
Robotlardan daha iyi cyborglar
İlgili bilim insanları, cyborg hamamböceklerinin “arama ve kurtarma” görevlerinde kullanılmasının robotlara göre açık bir avantaja sahip olduğunu düşünüyor. Cyborg'lar, güç yoğun, elektrik motoruyla çalışan robot tahrik sistemlerine göre önemli ölçüde daha az enerjiye ihtiyaç duyuyordu. Ayrıca çok fazla bilgi işlem gücü gerektiren karmaşık kontrol elektroniklerini çalıştırmaya da gerek yoktur.
Başka bir araştırma projesinde bilim insanları artık cyborg böceklerini, yükleri birlikte taşımak gibi işbirlikçi eylemler gerçekleştirmeye teşvik eden algoritmalar geliştirmek istiyorlar. Ayrıca mevcut kontrol algoritması çeşitli gerçekçi senaryolarda test edilecek ve geliştirilecektir.
(olb)