طائرات صغيرة ذكية مستوحاة من سلوك النمل

طور باحثون من جامعة دلفت للتكنولوجيا (TU Delft) في هولندا طائرة بدون طيار صغيرة الحجم، لا يتجاوز وزنها 56 غراماً، مستوحاة من النمل الطائر وتسمى “CrazyFlie”. هذه الطائرة مجهزة بعيون مزودة بالذكاء الاصطناعي، مما يمكنها من العودة إلى موقعها باستخدام استراتيجية ملاحة مستوحاة من الحشرات.

 

استلهم الباحثون هذه الفكرة من الاكتشافات البيولوجية حول كيفية استخدام النمل لقدراته البصرية وحساب خطواته للتنقل بأمان إلى بيوته. هذا النهج البيولوجي يمكن الروبوتات من قطع مسافات شاسعة والعودة إلى النقطة الأصلية بأقل قدر من الحسابات والذاكرة، مما يعزز إمكاناتها للتطبيقات العملية في العالم الحقيقي.

 

تتمتع هذه الروبوتات الصغيرة بإمكانات كبيرة بفضل تصميمها خفيف الوزن الذي يضمن السلامة حتى في حالة الاصطدامات العرضية. يتيح حجمها الصغير التنقل في المناطق الضيقة، وإذا تم إنتاجها بتكلفة معقولة، يمكن نشرها بأعداد كبيرة لتغطية مناطق شاسعة مثل البيوت الزجاجية للكشف المبكر عن الآفات أو الأمراض.

 

رغم إمكاناتها الكبيرة، فإن تشغيل الطائرات بدون طيار الصغيرة بشكل مستقل يشكل تحدياً بسبب الموارد المحدودة مقارنة بالطائرات بدون طيار الأكبر حجماً. الملاحة تعتبر مشكلة رئيسية، حيث يمكن لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أن يساعد في الهواء الطلق لكنه غير فعال في الأماكن المغلقة وغير دقيق في البيئات المزدحمة. أجهزة الإرسال اللاسلكية الداخلية مكلفة وغير عملية في سيناريوهات مثل البحث والإنقاذ.

 

للتغلب على هذه التحديات، استلهم الباحثون الطبيعة في تطبيقها على روبوت الملاحة الصغير هذا. قام فريق الباحثين بتعديل التقنيات التي تم تطويرها سابقاً لتطوير نهج مستوحى من البيولوجيا. اختبر الباحثون طريقتهم في العديد من الظروف الداخلية باستخدام طائرة بدون طيار Crazyflie Brushless بوزن 56 غراماً، مزودة بكاميرا بانورامية وميكروكنترولر و192 كيلو بايت من الذاكرة.

 

في البداية، انطلق الروبوت وحلق نحو هدفه، متوقفاً بشكل دوري لالتقاط صور لمحيطه. استخدمت الطائرة بدون طيار التوجيه البصري للسفر على نفس المسار مرة أخرى، وإجراء تصحيحات منتظمة للمسار عن طريق مقارنة موقعها الحالي بصور نقاط الطريق.

 

هذه الطائرات الصغيرة تتمتع بإمكانات واسعة لتطبيقات متنوعة مثل الكشف المبكر عن الآفات في الزراعة، المراقبة البيئية، البحث والإنقاذ في الأماكن الضيقة، واستكشاف المناطق التي يصعب الوصول إليها. بفضل تصميمها الخفيف والذكي، يمكنها أن تصبح أداة فعالة في العديد من المجالات العملية.