Mengungkap rahasia regenerasi tungkai laba-laba untuk menginspirasi robotika lembut generasi berikutnya
Robot

Mengungkap rahasia regenerasi tungkai laba-laba untuk menginspirasi robotika lembut generasi berikutnya


Foto makro close up dari laba-laba taman Eropa (laba-laba silang, Araneus diadematus) yang duduk di jaring laba-laba. Kredit: Shutterstock

Jaring laba-laba adalah keajaiban teknik yang dibangun oleh para ahli berkaki delapan dengan akumulasi pengetahuan 400 juta tahun. Banyak hal yang dapat dipelajari dari pembuatan jaring laba-laba laba-laba dan pengoperasian perangkap lengketnya. Hebatnya, laba-laba silang taman dapat meregenerasi kaki yang hilang dan segera menggunakannya untuk membangun jaring yang sempurna, meskipun anggota badan baru itu jauh lebih pendek daripada yang diganti. Fenomena ini memungkinkan para ilmuwan untuk menyelidiki aturan yang digunakan hewan untuk membangun jaringnya dan bagaimana ia menggunakan kakinya sebagai tongkat pengukur.

Studi di Universitas Oxford dan Aarhus telah mengungkapkan bagaimana gerakan kaki laba-laba yang telah beregenerasi cocok dengan kaki lainnya yang memiliki panjang normal; mengoordinasikan gerakan kompleks dan manipulasi benang.

Studi yang diterbitkan hari ini oleh Fritz Vollrath dan Thiemo Krink di Antarmuka, Journal of the Royal Society menjawab pertanyaan kunci: setiap anggota tubuh bertindak seperti komputer semi-independen dan melakukan banyak kalkulasi untuk posisinya secara lokal melalui sensor yang disesuaikan, sebuah fenomena yang disebut komputasi morfologis.

Karya ini menunjukkan bagaimana seseorang dapat menerjemahkan urutan kompleks dari gerakan dan manipulasi yang digunakan laba-laba untuk membuat jaringnya menjadi aturan keputusan yang dapat diuji. Di sini perilaku dikodekan dalam seperangkat aturan formal yang tertanam dalam laba-laba virtual (atau cyber) yang menggambar jaring di layar komputer. Dengan menggunakan kombinasi eksperimen dengan laba-laba nyata dan virtual, para ilmuwan dapat menyelidiki dan memverifikasi kumpulan aturan.

Para peneliti kemudian mengkodekan parameter kunci dari aturan AI ini sebagai gen dan menggunakan animasi komputer dalam proses yang disebut Algoritma Genetika untuk memilih web virtual untuk kombinasi biaya dan manfaat guna mencari solusi optimal.

Profesor Fritz Vollrath, dari Oxford Department of Zoology dan penulis utama, berkata: “Kami terkejut bahwa seekor hewan dapat ‘melakukan sesuatu’ dengan sempurna dengan kaki yang setengah dari panjang normalnya dan sama sekali baru yaitu dengan otot yang tidak memiliki kaki. dilakukan dan sensor yang tidak punya waktu untuk ‘belajar’ bagaimana merespons. Sangat menarik untuk menggunakan teknik baru kami untuk mengungkap aturan perilaku hewan yang tersembunyi dengan menggabungkan pemodelan komputer dengan studi eksperimental perilaku hewan nyata. Mengodekan aturan keputusan laba-laba ke dalam gen dunia maya memungkinkan kita untuk membiarkan sistem berkembang dalam ekosistem berbasis komputer dengan menanggapi tantangan virtual seperti lalat dunia maya dan keseimbangan biaya-manfaat yang dibayangkan. “

Vollrath dan Krink berharap pemahaman ini akan menginformasikan aspek Robotika modern tentang cara dan sarana bahwa hewan dapat melaksanakan tugas kompleks menggunakan aturan sederhana yang dikombinasikan dengan kulit dan keterampilan yang dapat disesuaikan.

Algoritme yang digunakan oleh spider virtual mereka disematkan dalam aplikasi yang dapat diunduh. Hal ini memungkinkan siswa dari semua tingkatan untuk mempelajari aturan keputusan perilaku laba-laba secara online (menggunakan pembuatan web sebagai paradigma) dan pada saat yang sama mengeksplorasi kekuatan evolusi untuk membentuk perilaku dan ekologi hewan.

Para peneliti bertujuan untuk menjalin hubungan yang lebih dalam dengan ahli robotik untuk mengeksplorasi bagaimana perilaku laba-laba dapat menginformasikan piloting dan navigasi kendaraan tak berawak, dan bagaimana robot baru dapat dibangun dan dioperasikan.


Tuning instrumen: Jaring laba-laba sebagai struktur transmisi getaran


Informasi lebih lanjut:
Fritz Vollrath dkk. Jaring laba-laba menginspirasi robotika lembut, Jurnal Antarmuka Royal Society (2020). DOI: 10.1098 / rsif.2020.0569

Disediakan oleh University of Oxford

Kutipan: Mengungkap rahasia regenerasi tungkai laba-laba untuk menginspirasi robotika lunak generasi berikutnya (2020, 12 November) diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-unravelling-secrets-spider-limb-regeneration. html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Singapore Prize