۱۵ نوامبر ۲۰۲۵، کریستوفر مک‌فادن -تصویر نمایشی از یک مورچه‌ی کاتاگلیفیس. حشره زیر شیشه
طبق گزارش‌ها، محققان یک سیستم ناوبری جدید بر اساس نحوه‌ی مسیریابی برخی حیوانات در دنیای اطراف خود ساخته‌اند. این کشف که عمدتاً بر روی حیواناتی مانند مورچه‌ها، پرندگان و موش‌ها متمرکز است، می‌تواند به رباتها کمک کند تا در مناطقی که سیستم موقعیت‌یابی جهانی سنتی (GPS) در آنها با مشکل مواجه است، مسیریابی کنند.
در حال حاضر، سیستم‌های ناوبری غیر GPS (مانند دوربین‌ها و حسگرها) در صورت کم بودن دید، معمولاً از کار می‌افتند. آنها همچنین در معرض کثیف شدن یا آسیب دیدن در مزرعه هستند.
از آنجایی که حیواناتی مانند مورچه‌ها، ابزارهای پیچیده‌ای برای مسیریابی در محیط‌های آشفته تکامل یافته‌اند، به عنوان کاندیداهای مناسبی برای ابزارهای جایگزین بالقوه در نظر گرفته می‌شدند.هسته اصلی این ایده، فراهم کردن افزونگی برای رباتها در سیستم‌های ناوبری است. در عوض، رباتها می‌توانند از استفاده از سه سیستم همپوشانی بهره‌مند شوند. اگر یکی از آنها از کار بیفتد، بقیه به طور خودکار آن را جبران می‌کنند.
در زیست‌شناسی، به این پدیده انحطاط ! می‌گویند، که در آن چندین سیستم برای تضمین بقا، کارهای مشابهی انجام می‌دهند. اولین سیستم ناوبری الهام گرفته از حیوانات از مورچه‌ها می‌آید.
مورچه‌ها می‌توانند گام‌ها و جهت خود را به صورت داخلی ردیابی کنند تا بدانند که نسبت به لانه در کجا قرار دارند. برای این منظور، محققان یک شبکه عصبی اسپایکینگ مشابه (سخت‌افزار کم‌مصرف و شبیه مغز) ساختند.این شبکه مانند یک گام‌شمار داخلی فوق‌العاده قوی عمل می‌کند که حتی زمانی که حسگرها پر سر و صدا هستند، ردیابی را ادامه می‌دهد. مورد دوم از دنیای پرندگان می‌آید.
پرندگان مهاجر از چندین نشانه به طور همزمان برای دانستن جهت، از جمله تشخیص میدان مغناطیسی زمین، استفاده می‌کنند. آنها همچنین قادر به تشخیص و پیمایش با استفاده از نور قطبی، موقعیت خورشید و استفاده هوشمندانه از نشانه‌ها هستند.
این تیم استدلال می‌کند که رباتها می‌توانند با استفاده از یک مغناطیس‌سنج کوانتومی (که جهت میدان مغناطیسی را تشخیص می‌دهد) این توانایی‌ها را تقلید کنند. ورودی‌های دیگر از قطب‌نمای قطبی (برای دیدن قطبش آسمان) و یک دوربین می‌توانند از طریق یک فیلتر بیزی که این ورودی‌ها را به صورت پویا ترکیب می‌کند، عبور داده شوند.اگر یک حسگر “از کار بیفتد” (مثلاً دوربین از کار بیفتد)، بقیه فوراً جای آن را می‌گیرند. سومین و آخرین سیستم ناوبری الهام گرفته از طبیعت از جوندگان می‌آید.
موش‌ها قادر به ساخت نقشه‌های شناختی در هیپوکامپ خود هستند و سپس آنها را فقط زمانی که چیز مهمی تغییر می‌کند، به‌روزرسانی می‌کنند. سیستم ناوبری ربات جدید می‌تواند با ساخت نقشه فقط زمانی که نشانه‌های مهم را می‌بیند، کار مشابهی را انجام دهد.
این به صرفه‌جویی در انرژی، کاهش بار پردازش و حفظ پایداری ناوبری در محیط‌های شلوغ کمک می‌کند. این در مقایسه با SLAM (که دائماً نقشه‌ها را به‌روزرسانی می‌کند و از انرژی زیادی استفاده می‌کند) بسیار کارآمد است.
در حالی که در حال حاضر در حد تئوری است، این سیستم می‌تواند برای نقش‌های مهم مختلفی در آینده مورد استفاده قرار گیرد. این می‌تواند شامل مواردی مانند جستجو و نجات در ساختمان‌های فروریخته، کاوشگرهای سیاره‌ای، ربات‌های اعماق دریا و بازرسی صنعتی در مکان‌های تاریک، غبارآلود و آشفته باشد.برای این منظور، این گامی به سوی ربات‌هایی است که می‌توانند مانند حیوانات، به طور قوی و خودمختار، بدون نظارت مداوم انسان، ناوبری کنند. با نگاه به آینده، این تیم به دنبال توسعه یادگیری مداوم روی تراشه (برای عمل مانند مغز) است.
شیخدر چاندان، نویسنده اول مقاله، به Tech Xplore گفت: “در حال حاضر، وزن‌های عصبی سیستم ما تا حد زیادی از پیش پیکربندی شده‌اند، اما سیستم‌های بیولوژیکی به طور مداوم از طریق انعطاف‌پذیری سیناپسی یاد می‌گیرند و سازگار می‌شوند.” وی افزود: “ما قصد داریم فناوری‌های نوظهور مانند سیناپس‌های ممریستیو را بررسی کنیم تا این قابلیت را مستقیماً در سخت‌افزار بگنجانیم.”
آنها همچنین امیدوارند با استفاده از ساختارهای حافظه هوشمندتر، نقشه‌هایی در مقیاس کیلومتر ایجاد کنند و به طور بالقوه راه‌حل‌های الهام گرفته از حیوانات بیشتری را برای ناوبری اتخاذ کنند.
شما می‌توانید این مطالعه را خودتان در مجله Cell مشاهده کنید.
