رسوخ به اعماق آبها با ماهی‌های روباتیک

از جمله این اهداف می‌توان به دسترسی به دور افتاده‌ترین و ناشناخته‌ترین نقاط در زیر دریا و حتی فضا و در عین حال افزایش قابلیت‌های سازه‌های روباتیکی اشاره کرد. در چند سال گذشته توجه جالب توجهی نیز به ارائه ماهی‌های روباتیکی شده است. گروهی از محققان دانشگاهMIT از جمله افرادی هستند که ابداعات تازه‌ای در این زمینه داشته‌اند. آنها این بار و برخلاف سایر گروه‌هایی که تحقیقاتی در این زمینه داشته‌اند، رویکرد جالب توجهی را دنبال کرده‌اند که طی گروهی از ریزماهی‌های روباتیکی ساخته شده‌اند. پروفسور کمال یوسف تامی از دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاهMIT که در این پروژه تحقیقاتی قرار دارد معتقد است می‌توان قابلیت‌های زیادی را برای این ماهی‌ها در نظر گرفت. وی در گفتگو با سیب به تشریح روند این پروژه می‌پردازد.

آنچه که شما ارائه کرده‌اید در نوع خود فناوری نوینی به شمار نمی‌آید، با این حال به نظر می‌رسد تکمیل‌کننده تلاش‌هایی است که در قبل صورت گرفته است. در مقایسه با آنچه که در گذشته انجام شده است، پروژه جدید شما دارای چه ویژگی‌هایی است؟

همان‌طور که گفتید در گذشته نیز تلاش‌هایی برای طراحی و ساخت نسل جدیدی از حیوانات روباتیکی و از جمله ماهی‌ها انجام شده است؛ اما این فناوری‌ها با نواقص و محدودیت‌های زیادی همراه هستند؛ البته آنچه که ما روی آن کار می‌کنیم نیز چندان کامل و به دور از نقص نیست با این حال در آن از برخی محدودیت‌ها و نواقص گذشته خبری نیست. به عنوان مثال این ماهی‌ها می‌توانند با توجه به قابلیت‌های حرکتی که از آن برخوردارند، مانورهای حرکتی جالب توجهی در زیر آب داشته باشند. ما آنها را در اعماق مختلفی آزمایش کرده‌ایم و فکر می‌کنیم در مقایسه با سایر نمونه‌های قبلی تکامل یافته‌تر باشند. با این حال توجه به این نکته بسیار مهم است که ما این فناوری را با الهام گرفتن از طبیعت ارائه کرده‌ایم.

مهم‌ترین هدفی که در این پروژه به دنبال آن بوده‌اید چه چیزی است؟

همواره در گوشه و کنار دریاها و اقیانوس‌های جهان حوادثی روی می‌دهد که طی آنها شناورها و کشتی‌های زیادی غرق می‌شوند و با انبوهی از کالاهای عمدتا ارزشمند به اعماق آب می‌روند. برای این‌که بتوان تا حد زیادی از لاشه این کشتی‌ها و کالاهای آنها را از اعماق آبها خارج کرد، نیاز است تا اطلاعات کافی در این زمینه داشته باشیم. در گذشته دستیابی به این اطلاعات چندان مقدور نبوده است و از این رو ماموریت پیدا‌‌کردن این اشیاء بیشتر به فرآیند آزمون و خطا شباهت داشته است اما با استفاده از این ماهی‌ها که براحتی خود را به اعماق آبها می‌رسانند می‌توان اطلاعات مورد نیاز در این خصوص را کسب کرد. به عنوان مثال می‌توان به سراغ قایق و کشتی‌های غرق شده و حتی فراتر از آن، لوله‌های انتقال مواد نفتی قرار گرفته در بستر دریاها رفت.

پس به نظر می‌رسد می‌توان از این ماهی‌های روباتیکی برای کمک به بهبود محیط زیست جهان نیز کمک کرد؟

دقیقا. زمانی که کشتی در اقیانوس و دریا غرق می‌شود یا خط لوله نفتی دچار آسیب می‌شود، محیط زیست آبی نخستین قربانی این فرآیند است. در این میان سرعت عمل مهم‌ترین فاکتوری است که با تکیه بر آن می‌توان تا حد زیادی این نگرانی را کاهش داد. این ماهی‌ها می‌توانند خود را به سرعت به لوله‌های نفتی آسیب‌دیده رسانده و اطلاعات لازم درخصوص میزان خسارات و چگونگی ترمیم آن را در اختیار نیروهای متخصص قرار دهند.

آیا این فناوری با توجه به هزینه‌ای که دارد مقرون به صرفه است؟

اتفاقا یکی از مهم‌ترین فاکتورهایی که در طراحی و ساخت این فناوری مدنظر قرار داشته‌ایم مساله هزینه است. اگر ماهی روباتیکی بزرگی طراحی و ساخته شود که برای آن هزینه‌های زیادی نیز صرف شود، هر لحظه این نگرانی وجود دارد که با به وجود آمدن مشکل خاصی آن را از دست دهیم و به این ترتیب تمام هزینه صرف‌‌شده از بین می‌رود، اما ما در این پروژه ماهی‌های کوچک و ارزان‌قیمتی ساخته‌ایم که در صورت از دست دادن تعدادی از آنها، ضرر چندانی نکرده‌ایم.

کمی هم درباره مشخصات فیزیکی و ساختاری این ماهی‌ها توضیح دهید؟

برخلاف نمونه‌هایی که طی بیش از یک دهه گذشته ارائه شده‌اند، این ماهی‌ها کوچک هستند و تقریبا نزدیک به 40 سانتی‌متر طول دارند. از آن گذشته هر یک از این ماهی‌ها صرفا با استفاده از یک موتور ساده در زیر آب حرکت می‌کنند و این در حالی است که در گذشته ماهی‌های روباتیکی با استفاده از 5 یا 6 موتور حرکت می‌کردند. همچنین این ماهی تنها با استفاده از کمی بیش از 10 بخش و قطعه ارائه شده است، اما نمونه‌های قبلی عمدتا با بیش از ده‌ها بخش ساخته شده‌اند. نکته مهم این است که تعدد قطعات موجب می‌شود تا کنترل و هدایت ماهی در زیر آب کار چندان ساده‌ای نباشد.

بدنه این ماهی روباتیکی را باید جزء یکی از مهم‌ترین بخش‌های آن در نظر گرفت. این بدنه چگونه ساخته شده است؟

ما برای این بخش مهم از ماهی به سراغ مواد گوناگونی رفتیم؛ البته در ابتدای امر معیارهای مهمی را تعریف کردیم که مهم‌ترین آن سطح بالای انعطاف‌پذیری بوده است. در نهایت از نوعی پلیمر بسیار قابل انعطاف استفاده کردیم تا ماهی از قدرت حرکتی و مانور‌‌دهی بالایی برخوردار باشد. در عین حال این بدنه می‌تواند اجزای مختلف درون آن را از آسیب‌ها و ضربات احتمالی در اعماق آب مصون نگاه دارد.

فکر می‌کنید این فناوری و فناوری‌هایی از این دست چه موقع جنبه کاربردی پیدا خواهند کرد؟

مثل بسیاری از فناوری‌های نوین، این کار نیز در ابتدای راه خود قرار دارد؛ البته ما تلاش کرده‌ایم که از پروژه‌های قبلی و یافته‌های به دست آمده در این زمینه به بهترین نحو ممکن بهره‌برداری کنیم تا هزینه و وقت کمتری صرف کنیم. تصور من بر این است که حداقل 5 تا 10 سال زمان لازم است تا با تکمیل‌تر شدن این فناوری، بتوان از آنها به عنوان سازه‌هایی کاربردی استفاده کرد؛ البته ما از هم اکنون به دنبال پیداکردن حامیان مالی هستیم تا زمینه لازم برای تجاری‌سازی آن را فراهم کنیم.

پروفسور کمال یوسف تامی در یک نگاه

پروفسور کمال یوسف تامی از سال 1985 به دانشگاهMIT پیوسته است البته پیش از آن تجربه حضور در دانشگاه سینسیناتی را داشته است.

عمده تحقیقات وی روی نظریه کنترل و کاربردهای آن روی سیستم‌های دینامیکی متمرکز است. از این رو با توجه به گستره تحقیقاتش، وی همکاری نزدیکی با شرکت‌های بزرگی نظیر ژیلت، دوو و نظایر آن داشته است. در این مدت بیش از 80 کتاب و مقاله مرتبط با حوزه تخصصی‌اش نیز ارائه کرده است.

مهدی پیرگزی