راه ترقی

آخرين مطالب

پاهای عنکبوت بدون نیاز به کمک مغز تار می‌بافند دانش

پاهای عنکبوت بدون نیاز به کمک مغز تار می‌بافند
  بزرگنمايي:

راه ترقی - زومیت / پاهای عنکبوت به‌صورت مستقل از مغز عمل می‌کنند و این وظیفه‌ی پیچیده را بدون نیاز به مغز انجام می‌دهند. از این ویژگی می‌توان در صنعت رباتیک استفاده کرد.
عنکبوت‌‌هراس‌ها معمولا حرکت غیرقابل پیش‌بینی عنکبوت را دلیل اصلی ترس خود عنوان می‌کنند و به بالا و پائین رفتن پاهای عنکبوت به‌صورت دوک‌وار و حالت خودکار آن اشاره می‌کنند. براساس پژوهش‌های تیمو کرینگ، هر کدام از پاهای عنکبوت به‌ویژه در وظایف پیچیده‌ی تارسازی به‌صورت مستقل از مغز عمل می‌کنند.
طبق پژوهش‌ها، پاهای عنکبوت «مغز خود» را دارند و تارها را بدون نیاز به مغز عنکبوت می‌سازند. این مسئله می‌تواند به کمک حوزه‌ی رباتیک بیاید که از هوش غیرمتمرکز برای ساخت پاهای خودکار ربات الهام می‌گیرد. پژوهشگرها برای رسیدن به نتایج به بررسی عنکبوت باغی رایج اروپایی با نام علمی آرانیوس دیادماتوس پرداختند.
مهندسان تار
تارهای عنکبوت فواید زیادی دارند. این تارها خانه‌ای امن برای عنکبوت‌ها و دامی نامرئی برای به دام انداختن حشرات دیگر هستند. تارها برای به دام انداختن حشرات دارای داربست ساختاری قوی به نام مارپیچ دام هستند که نرم و چسبناک‌اند و از مکانیزم قرقره‌ای میکروسکوپی برای جذب طعمه برخوردار هستند.
مارپیچ دام برای به دام انداختن مگس‌ها دارای بارهای الکترواستاتیک و همچنین چسب پیچیده‌ای برای نگه‌داشتن آن است و همچنین خاصیت کشسانی معین آن باعث می‌شود تار دربرابر تقلای حشره‌ برای رهایی از دام مقاوم باشد.
الگوی عنکبوتی
با توجه به پیچیدگی بالای تارهای عنکبوت باید این پرسش را مطرح کنیم که چگونه چنین حیوانی با مغزی کوچک می‌تواند ساختار پیچیده‌ای مثل تار را طراحی کرده و بسازد. فناوری مدرن در درک این فرایند به ما کمک می‌کند.
پژوهشگرها با فیلم‌برداری از حرکت هشت پای عنکبوت، موفق به ردیابی شبکه‌ی تارسازی عنکبوت با جزئیاتی بالا شدند و فرایند شکل‌گیری رقص تارها حول محور یک گذرگاه مرکزی با قوانین تکراری را نشان دادند. این قوانین به‌شدت ساده هستند. هر مرحله و تغییرات نخ تابع الگوی ثابتی است. براساس این الگو پاهای عنکبوت با زاویه‌ و فاصله‌ای مشخص نخ‌‌ها را به یکدیگر وصل می‌کند. پژوهشگران پروژه‌ی فوق، سال‌ها قبل عنکبوتی مجازی به نام تسوس را ساختند تا فرایند تنیدن تار واقعی را نشان دهد.
پیچیدگی ساختار تار، حاصل توالی طولانی از هزاران گام کوچک است که هر کدام براساس مراحل قبلی انجام می‌شوند. نتیجه‌ی این فرایند تکراری، شبکه‌ای با ویژگی‌های نوظهور است. ویژگی‌های خاصی که در نتیجه‌ی همکاری مؤلفه‌های مختلف به وجود می‌آیند.
دکتر تیمو کرینگ، مؤلف ارشد پروژه‌ی تسوس این عنکبوت مجازی را معرفی می‌کند.
برون‌سپاری
به دلیل پیچیدگی فرایند تولید تار، مغز عنکبوت این کار را به پاهای آن می‌سپارد. پاهای عنکبوت به‌صورت نیمه‌خودکار تار می‌تنند. هشت پا رقصی را با حلقه‌های بازخورد بسته و محلی انجام می‌دهند.پژوهشگرها برای پی بردن به فرایند فوق در آزمایشگاه در برخی نمونه‌ها، نخ‌های تار را بریدند و در برخی دیگر تار را مانند یک چرخ فلک چرخاندند. هدف از این بررسی تشخیص قوانین حاکم بر تارسازی بود.
پژوهشگرها با توجه به مجموعه‌ای از قوانین از جمله قوانینی که به عنکبوت در ساخت یک تار خراب کمک می‌کنند، به عنکبوت مجازی تسوس آموزش دادند. تسوس براساس رقص عنکبوت‌های واقعی در آزمایشگاه قوانین جدید را آموخت. براساس این رقص‌ها هر کدام از پاها به‌صورت عاملی مستقل عمل می‌کنند. به این ترتیب پژوهشگرها توانستند راز تنیدن تارهای بی‌نقص را با وجود از دست دادن یک پا درک کنند.
وقتی یکی از پاهای عنکبوت از کار می‌افتد، در مرحله‌ی پوست اندازی، پای کوچکتری به وجود می‌آید. پای جایگزین نه‌تنها هم اندازه با نصف پای معمولی است بلکه دارای شکل، حسگرها و موهای متفاوت است. بااین‌حال عنکبوت‌ با پاهای جدید خود فرایند تنیدن تار را ادامه می‌دهد.به نظر می‌رسد پاهای عنکبوت به‌صورت مستقل فکر می‌کنند در نتیجه ویژگی‌های مختلف پاهای جدید بر تولید تار اثری نمی‌گذارند. به این ترتیب مغز از فرایند پیچیده‌ی تولید تار رها می‌شود و تمرکز خود را بر عملایت بقا از جمله جستجوی شکارچیان می‌گذارد. این سیستم غیرمتمرکز و بهینه می‌تواند برای تولید ربات‌های مدرن مفید باشد که اغلب با الهام از دنیای طبیعی ساخته می‌شوند.
عنکبوت‌ها تنها جانداران دارای مغز غیرمتمرکز نیستند. درواقع اغلب جانداران تا اندازه‌ای از این ویژگی برخوردار هستند. برای مثال در انسان این ویژگی به‌صورت عمل تپش پیوسته‌ی قلب مستقل از مغز خود را نشان می‌دهد؛ اما عنکبوت‌ها با تارهای خود واسطه‌ای قابل ردیابی و منسجم را برای ارزیابی و چگونگی درک این عملیات غیرمتمرکز ارائه می‌دهند.دلیل عملیات جالب و بی‌نقص تنیدن‌تار در محاسبات ساده‌ی ساختار پاهای عنکبوت نهفته است. متخصصان ربات این فرایند را رایانش مورفولوژیک (ریخت‌شناسی) می‌نامند و اخیرا به قدرت آن پی برده‌اند. درحالی‌که عنکبوت باغی صد میلیون سال از این روش استفاده می‌کند.

لینک کوتاه:
https://www.rahetaraghi.ir/Fa/News/231603/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

پیام تسلیت نماینده ولی فقیه در بنیاد شهید و امور ایثارگران در پی درگذشت پدر شهیدان والامقام دهنوی

قدرت و اقتدار نیروهای مسلح ایران امروز در اوج است

تشکیل کمیته های تخصصی شورای سلامت کیش / تشکیل اولین کمیته تخصصی دندانپزشکان در راستای اجرای طرح سلامت پایدار هم زمان با روز دندانپزشک

سفر سرپرست اداره کل بنیاد شهید و امور ایثارگران استان ایلام به شهرستان ایوان

ثبت گزارش جامعه هدف بنیاد شهید و مردم با مراجعه به سامانه سوت زنی

تجلیل استاندار یزد از خانواده شهدای ارتش

مدیرکل بنیاد استان آذربایجان شرقی به مشکلات 50 نفر از مراجعا رسیدگی کرد

جشنواره نان و شیرینی کیش به دلیل شرایط نامناسب جوی از 30 فروردین آغاز می شود

فناوری روز دنیا در خدمت بهداشت کیشوندان/ از جدیدترین دستگاه ماموگرافی کشور در بیمارستان کیش بهره‌برداری شد

توسعه تجهیزات و ارتقای خدمات بیمارستان؛ راهبرد اصلی سازمان‌ منطقه آزاد کیش در حوزه سلامت

دیدار تشکل‌های شاهد و ایثارگر با معاون امور بین الملل دفتر مقام معظم رهبری

باران رحمت در کیش؛ شب پرتلاش نیروهای شرکت عمران، آب و خدمات برای جلوگیری از آب‌گرفتگی معابر جزیره

پیام تسلیت دکتر رئیسی در پی درگذشت پدر شهیدان «دهنوی»

انتصاب جدید در سازمان منطقه آزاد کیش

صبر و ایثار خانواده‌های معظم شاهد و ایثارگر درس آموز است

اقدامات سازمان اقتصادی کوثر منجر به خودکفایی‌های بزرگ در حوزه اقتصادی شد

افزایش تعامل بنیاد شهید و امور ایثارگران با آموزش و پرورش برای توسعه فعالیت های فرهنگی

مدیرکل بنیاد شهید کرمانشاه بر شناساندن سبک و سیره عملی شهدا به جوانان تآکید کرد

مدارس کیش فردا 28 فروردین غیر حضوری شد

برگزاری جلسه شورای معاونان و اطلاع رسانی بنیاد استان سمنان

تجمع مردم یزد در گلزار شهدا و قدردانی از پاسخ مقتدرانه سپاه

حل مشکلات جامعه ایثارگری نیازمند مشارکت دستگاه هاست

سال 1401 ؛ سال «تولید؛ دانش‌بنیان، اشتغال‌آفرین»

جلسه شورای سیاستگذاری ستاد کنگره شهدای استان البرز برگزار شد

«حفظ نظم و انضباط اداری» و «پاسخگویی حداکثری به جامعۀ هدف» پایه و اساس خدمت است

مادر شهیدان والامقام «انصاری رامندی» به لقاءالله پیوست

پلمپ یک واحد پذیرایی گرانفروش در جزیره کیش

همه فرزندان شهدا و جانبازان 70 درصد آذربایجان شرقی استخدام می‌شوند

عملیات عمرانی طرح جامع گلزار شهدای قزوین آغاز می‌شود

تکریم مدیرکل بنیاد کرمانشاه از ایثارگران شهرستان جوانرود

مادر گرامی شهیدان «فرشیدفر» به فرزندان شهیدش پیوست

یادواره شهدای معلم حوادث تروریستی آموزش و پرورش استان سیستان و بلوچستان

پیام تسلیت رییس بنیاد شهید و امور ایثارگران در پی درگذشت پدر شهیدان والامقام «دهنوی»

رئیس جمهور در پیامی درگذشت پدر شهیدان «خرسندیان» را تسلیت گفت

سفر سرپرست اداره کل بنیاد شهید و امور ایثارگران استان ایلام به شهرستان دره شهر

حملات موشکی به سرزمین صهیونیستی دل خانواده‌های شهدا و ایثارگران را شاد کرد

گردهمایی از جنس غرور و اقتدار ملی در جزیره کیش/ شادی وصف ناپذیرکیشوندان از عملیات وعده صادق سپاه

بیانیه مرکز مقاومت بسیج بنیاد شهید و امور ایثارگران در حمایت از اقدام نیروهای مسلح جمهوری اسلامی ایران در تنبیه رژیم صهیونیستی

با لغو پروازها، اقامت هتلی مسافران کیش تمدید شد

حمایت بنیاد شهید و امور ایثارگران یزد از اقدام شجاعانه سپاه پاسداران

تمدید اقامت هتلی مسافرانی که پروازشان لغو شده در جزیره کیش

برنامه ریزی جهادی برای استفاده حداکثری از آزمون استخدامی خاص فرزندان شهدا و جانبازان 70 درصد

اجتماع بزرگ مردم انقلابی کیش در حمایت از پاسخ دندان شکن رزمندگان اسلام به رژیم صهیونیستی

تقدیر بنیاد شهید و امور ایثارگران از شرکت بیمه دی

برگزاری مراسم اختتامیه فعالیت‌های قرآنی ماه مبارک رمضان بنیاد شهید و امور ایثارگران فارس

مادران شهدا آیه های ایثار و گنجینه های استواری و صبر هستند

تکریم 5 عضو جامعۀ ایثارگری تبریز توسط سلمانی

وعده صادق هژمونی اسرائیل و استکبار جهانی را در هم شکست

هفتمین روز شهادت شهید مدافع امنیت محسن حسین نیا در بهنمیر مازندران برگزار شد

شانس آخر بوکسورهای ایران برای المپیکی شدن