ساخت عضلات مصنوعی مجهز به هوش مصنوعی از مواد شبه‌زنده

پژوهشگران در ایالات متحده آمریکا در حال تحقیق روی عضلات مصنوعی مجهز به هوش مصنوعی هستند که از مواد شبه‌زنده ساخته و با سیستم‌های کنترل هوشمند یکپارچه شده‌اند.

به گزارش تک‌ناک، ادعا می‌شود که فناوری آنها توانایی یادگیری از بدن و تطبیق در زمان واقعی را دارد. این نوآوری، حرکتی ایجاد می‌کند که طبیعی، پاسخگو و به اندازه کافی ایمن است تا فرایند بازتوانی را حمایت کند.

محققان مؤسسه فناوری جورجیا از فیبرهای ساختاریافته به صورت سلسله‌مراتبی استفاده کرده‌اند؛ موادی انعطاف‌پذیر که در لایه‌هایی مشابه عضله و تاندون ساخته شده‌اند و قادر به حس، تطبیق و حتی «به خاطر سپردن» حرکات گذشته خود هستند.

عضلات مصنوعی انعطاف‌پذیر و پاسخگو

هنگ یو، استاد G.P. «Bud» Peterson و Valerie H. Peterson در دانشکده مهندسی مکانیک George W. Woodruff بیان کرد: «زمانی که مردم به ربات‌ها فکر می‌کنند، اغلب تصویری از ترمیناتور یا روبوکاپ در ذهن دارند، که بزرگ، صلب و فلزی هستند. اما آنچه ما توسعه می‌دهیم، متفاوت است. این عضلات مصنوعی نرم، انعطاف‌پذیر و پاسخگو هستند یعنی بیشتر به بافت انسانی شباهت دارند تا شبیه بافت ماشینی باشند.» یو، الگوریتم‌های یادگیری ماشین را برای تنظیم این مواد انعطاف‌پذیر در زمان واقعی، با میزان نیرو و انعطاف مناسب برای هر وظیفه، آموزش می‌دهد.

همچنین پژوهشگران تاکید کردند که این عضلات تنها به فرمان‌ها پاسخ نمی‌دهند؛ آنها از تجربه یاد می‌گیرند. قابلیت تطبیق و خوداصلاحی آنها باعث ایجاد حرکاتی روان و طبیعی‌تر می‌شود. نتایج این تحقیق ابعاد انسانی عمیقی دارد. برای افرادی که در حال بهبود از سکته مغزی یا فقدان اندام هستند، هر حرکت هدفمند نه تنها قدرت را بازمی‌گرداند، بلکه اعتماد به نفس، استقلال و حس هویت را نیز بازسازی می‌کند. ساخت عضلات شبه‌زنده کار ساده‌ای نیست؛ آنها باید نرم، قوی، پاسخگو و ایمن باشند و از تحریک سیستم ایمنی بدن جلوگیری کنند. این به معنای طراحی موادی است که بتوانند درون بدن دوام بیاورند و یاد بگیرند که متعلق به آن محیط هستند.

منظور از عضلات هوشمند چیست؟

این تحقیق که در مجله Materials Horizon منتشر شده است، بر افزایش هوشمندی در عضلات مصنوعی متمرکز است و پیشرفت‌ها در زمینه مواد عملکردی، طراحی ساختاری و تکنیک‌های تولید را بررسی می‌کند. مطالعه حاضر به دو نوع هوشمندی در عضلات مصنوعی اشاره دارد: هوشمندی مبتنی بر حافظه که امکان اجرای مجموعه‌ای از حرکات پیش‌برنامه‌ریزی‌شده و به‌روزرسانی وضعیت‌های ذخیره‌شده در پاسخ به تغییرات محیطی را فراهم می‌کند و هوشمندی مبتنی بر حسگری که اجازه می‌دهد عضلات از طریق بازخورد حسی، تغییرات محیط را درک کنند و به آن پاسخ دهند. همچنین پژوهشگران به چالش‌های باقی‌مانده در مقیاس‌پذیری، برنامه‌ریزی دینامیک و یکپارچه‌سازی قابلیت‌های چندگانه پرداخته‌اند و چشم‌اندازهای آینده عضلات مصنوعی هوشمند را برای ارتقای بیشتر این حوزه بررسی کرده‌اند.

هنگ یو بیان کرد: «ما همواره به عملکرد و قابلیت تطبیق توجه داریم. اگر قرار است عضلات مصنوعی بخشی از بدن انسان باشند، باید با او هماهنگ عمل کنند و بر خلاف او نباشند.» تیم او این فیبرهای مصنوعی را مانند ابزارهای دقیق کالیبره می‌کند و آزمایش، تنظیم و بازتنظیم می‌شوند تا با حرکات طبیعی بدن هماهنگ شوند. این عضلات در طول زمان، نوعی حافظه عضلانی ایجاد می‌کنند و به‌ صورت روان با شرایط متغیر تطبیق می‌یابند. یو توضیح داد که این قابلیت تطبیق دینامیک همان چیزی است که یک ماشین را از پروتز واقعی و زنده متمایز می‌کند.

نوشته ساخت عضلات مصنوعی مجهز به هوش مصنوعی از مواد شبه‌زنده اولین بار در Technoc. پدیدار شد.