شرکت سمپاشی پرتو سازگار محیط ایرانیان
در حال بارگذاری...
یک شنبه 19 خرداد 1398
دسته: آخرین مقالات
کد خبر: 2

حشرات سايبورگ



در حال حاضر رابطه ما با حشرات ستيزه جويانه و نامهربانانه است اما در آينده اين موجودات کوچک از متحدين ما انسان ها خواهند شد. فناوري حشرات سايبورگ علاوه بر مزاياي بي شماري که براي دنياي انساني دارد و جدا از تهديدهايي که به دنبال استفاده از آن ها براي مقاصد شوم براي خود انسان ها به بار مي آورند، نوعي حيوان آزاري نيز به شمار مي آيد.شايد دانشمندان زيست شناس فراموش کرده اند که حشرات هر چقدر هم کوچک باشند، موجودات زنده اي هستند که درد را حس مي کنند، اما توانايي اين را ندارند که دانشمندان را از رنجي که به آن ها تحميل شده با خبر کنند. شايد هنوز جمعيت هاي مدافع جانوران و حاميان حيات وحش از به اجرا در آمدن چنين فناوري بي اطلاع باشند.
***
حشرات پيروزترين موجودات سياره زمين داراي ساختارهاي پيچيده اي هستند که طبيعت در طول ميليون‌ها سال تکامل به آن‌ها هديه کرده است. از اين رو دانشمندان به جاي ساختن روبات‌هايي با ساختار پر پيچ و خم که بتوانند پيچيدگي يک حشره را تقليد‌کنند، از خود حشرات به عنوان روبات استفاده مي‌کنند. بدين ترتيب، آن‌ها حشرات را تحت کنترل خود درآورده و طبق ميل خود هدايت مي‌کنند.
منظور از اين که دانشمندان حشرات را در کنترل خود مي‌گيرند اين است که آن‌ها را با دقت مشاهده کرده، رفتارهايشان را زير نظر گرفته و آن‌ها را به کار مي‌گيرند تا ما انسان‌ها بتوانيم از گنجينه حاصل از ميليون‌ها سال تکامل در وجود آن‌ها بهره ببريم. اين حشرات تحت کنترل درآمده را «حشرات سايبورگ» مي‌نامند که کاربردهاي مختلفي دارند، از عمليات‌هاي جاسوسي گرفته تا عمليات‌هاي امداد و نجات.
حشرات سايبورگ در مقايسه با روبات‌هاي واقعي اشکالاتي دارند که از آن جمله طول عمر کوتاه آن‌هاست. يکي از مزاياي آن‌ها نسبت به روبات‌ها مصرف انرژي کم تر است. اما قابليت برجسته ديگر آن‌ها اين است که خودشان مي‌توانند بر موانع غلبه کنند.اما چرا حشرات در قبضه کردن دنياي فناوري رقباي ديگر خود، يعني ديگر جانوران را کنار زده اند تا تبديل به سايبورگ شوند؟ يکي از دلايل آن اين است که نحوه حرکت آن‌ها به اندازه بيشتر پستانداران پيشرفته است. به علاوه، حشرات دستگاه گردش خون باز دارند و بعد از جراحي به سرعت بهبود مي‌يابند. همچنين توانايي‌هاي حرکتي و هوانوردي آن‌ها را به سايبورگ‌هاي برتري تبديل کرده است.
تصور عموم مردم اين است که حشرات موجودات ساده اي هستند و پيچيدگي چنداني ندارند، اما اين تصور اشتباه است. حشرات بدون ترديد به اندازه جانوران بزرگ پيچيده و سازگارپذير هستند. دانشمندان مي‌خواهند سيستم‌هايي بسازند تا با آن‌ها بتوان موقعيتي که حشرات سايبورگ در آن قرار دارند را ببينند و آن‌ها را در رسيدن به اهداف دقيقشان هدايت کنند.
تکنولوژي به قيمت آزار حشرات
کاربردها و قابليت‌ها
يکي از اهداف دانشمندان کاربرد نظامي‌حشرات سايبورگ در عمليات جاسوسي است. شکارگرهاي بدون سرنشين کوچکي که مجهز به دوربين هستند، مي‌توانند بدون اين که شناسايي شوند در جاهايي پرواز کنند که انسان براي سرک کشيدن به فعاليت‌هاي
‌دشمنان هرگز نمي‌تواند به آنجا وارد شود. در چنين مواردي ساخت روبات با چالش همراه است، زيرا به پرواز درآوردن روبات‌هايي که هم وزن کمي‌داشته باشند و هم قدرتشان زياد باشد مشکل است. چنين وسيله اي را فقط در قالب حشره مي‌توان ساخت، موجوداتي که انرژي بيولوژيکي را به پرواز تبديل مي‌کنند.
مي‌توان در يک عمل جراحي، ميکروچيپ‌هايي را در بدن يک حشره کار گذاشت. اين ميکروچيپ‌ها به تدريج اعصاب و ماهيچه‌هاي حشره را با مدارهاي الکتريکي ادغام و در هم تنيده کرده که در نتيجه آن مي‌توانند حشره را هدايت کنند. اين کار پرهزينه اي است، ولي از لحاظ اقتصادي ارزان تر از آن است که بخواهند يک روبات را از ابتداي کار بسازند.
به تازگي، عملکرد سوسري‌ها (سوسک‌هاي حمام) سايبورگ نشده را با سوسک‌هاي حمام سايبورگ شده مقايسه کرده اند. با توجه به اين که مي‌توان به سوسک‌هاي کنترل شده دستورهاي حسي داده شود تا به جلو، چپ و راست حرکت کنند، اين سوسک‌هاي سايبورگي نسبت به سوسک‌هاي مهار نشده به طور اتوماتيک با سرعت بيشتري محيط را کاوش مي‌کردند، چون فرمان‌هايي که به صورت تصادفي داده مي‌شد آن‌ها را وا مي‌داشت تا سريع تر حرکت کنند و مدت زمان بيشتري را دور از ديوارها و فضاهاي باز بگذرانند.
با کمک اين ابداع تازه، مي‌توان سوسک‌هايي که کوله پشتي‌هايي الکتريکي روي پشت آن‌ها نصب شده است را روانه ساختمان‌هاي مخروبه و آوارها کرد. کوله پشتي‌هاي کوچک، فرمان‌هايي تصادفي را به آن‌ها مخابره مي‌کنند و داراي حسگرهاي مادون قرمز هستند که مي‌توانند گرماي بدن را شناسايي کنند.
زماني که سوسک‌ها، گرماي بدن يک انسان را تشخيص مي‌دهند، يک تيم نجات مي‌تواند با استفاده از سيگنال‌هاي راديويي که از چند سوسک ارسال مي‌شوند، محل دقيق آن‌ها را که در واقع محل تلاقي خطوط سيگنال‌ها است شناسايي کند و براي نجات افرادي که زير آوار مانده اند وارد عمل شود.
اين سوسک‌هاي سايبورگ در صورتي که به کارگيري آن‌ها صددرصد عملي باشد و روي آن‌ها دوربين و ميکروفون نصب شود، مي‌توانند به مکان‌هايي که ورود به آن‌ها براي انسان‌ها خطرناک است نفوذ کنند و براي نجات انسان‌ها يا اهداف جاسوسي به کار گرفته شوند. در حال حاضر، دانشمنداني از سنگاپور و ايالات متحده در پروژه اي مشترک قصد دارند پرواز «سوسک گُل» را از راه دور کنترل کنند. آن‌ها با نصب يک کوله پشتي بسيار ريز روي اين حشره که ماهيچه‌هاي آن را تحريک مي‌کند، پرواز آن را در کنترل خود مي‌گيرند. هدف از اين کار، جستجوي بازمانده‌هايي است که در اثر وقوع بلاياي طبيعي در شرايط بغرنج قرار گرفته اند و نيازمند کمک هستند. به علاوه، کاربرد نظامي‌هم دارند و مي‌توان آن‌ها را از راه دور کنترل کرد تا دوربين و ميکروفون را با خود ببرند و از محل و افراد مورد نظر تصويربرداري و صدابرداري کنند.
در حال حاضر، در هدايت حشرات پروازي پيشرفت‌هايي حاصل شده است. ريزپردازشگرها، حسگرها و عملگرهاي مکانيکي (اکچوايترها) بسيار کوچک را مي‌توان به شکل يک کوله پشتي بي سيم با اندازه اي چند ميلي متري و و وزني چند گرمي‌در آورد. اين کوله پشتي داراي يک ريزپردازشگر و يک بسته باتري است که با استفاده از موم طبيعي زنبور روي بدن سوسک نصب مي‌شود؛ چون اين ماده هم بي خطر است و هم به راحتي جدا مي‌شود. شش الکترود اين ريزپردازشگر به لوب‌هاي بينايي و ماهيچه‌هاي پروازي سوسک متصل مي‌شوند و سيگنال‌هاي بي سيم حشره را وا مي‌دارند تا به هوا بلند شود، به چپ يا راست حرکت کند يا در وضعيت نيمه پروازي روي هوا معلق بماند. با ارسال يک سيگنال به سوسک، مي‌توان به او فرمان داد تا تغيير مسير بدهد و سوسک هم با موفقيت از عهده اين کار بر مي‌آيد.
اما پيش از اين که اين کوله پشتي‌ها روي حشره نصب شوند، يک منبع انرژي الکتريکي مورد نياز است. براي اين که حشره اي بتواند راه برود، به اين ور و آن ور حرکت کند يا به ترميم سلول‌هايش بپردازد، بايد غذايي را که مي‌خورد به انرژي مولکولي تبديل کند. زماني که آنزيم‌هاي بدن يک سوسک حمام قند را تجزيه مي‌کنند، الکترون‌هايي به عنوان محصول فرعي توليد مي‌شوند. دانشمندان سيمي‌را وارد بدن حشره مي‌کنند تا اين الکترون‌ها را هدايت و الکتريسيته جمع آوري کند. به دنبال اين کار، سوسک حمام جريان برق بسيار کمي‌توليد کرده، الکتريسيته براي فعال کردن کوله پشتي الکترونيکي فراهم مي‌شود.
از مهندسي ژنتيک، مواد شيميايي و ليزر براي سازگار کردن مغز و رفتار مگس ميوه استفاده مي‌شود. پس از جداسازي بخش‌هايي از مغز مگس که براي رفتارهايي مانند پريدن و پرواز کردن به مگس فرمان مي‌دهند، مگس‌هايي مهندسي شده حاصل مي‌شوند که مغزشان نسبت به نور از خود حساسيت نشان مي‌دهد. کافي است نور ليزي به اين مگس‌ها تابانده شود تا شروع به پريدن کنند يا به پرواز در آيند.
مطالعه مغز حشرات به درک بهتر نحوه عملکرد مغز انسان کمک مي‌کند. ايمپلنت‌هاي عصبي که در بدن حشرات کار گذاشته مي‌شوند، مثل آن‌هايي که يک حشره را وا مي‌دارند تا بال‌هايش را برهم بزند يا سبب مي‌شوند تا يک بيد به سمت چپ گردش کند، به خوبي به ياري دانشمندان عصب شناس مي‌آيد که روي بيماري‌هاي مغز انسان کار مي‌کنند. اکنون زيست پزشک‌هاي بسياري در حال مطالعه روي بيماري آلزايمر هستند.
آن‌ها در اين فکر هستند که يک چيپ نيمه رسانا را در مغز جاسازي کنند و سپس محرک الکتريکي اندکي به آن قسمت از مغز که چيپ در آن قرار دارد وارد کنند. تحريک الکتريکي مغز از کوچک شدن مغز که به دنبال آن بيماري آلزايمر رخ مي‌دهد جلوگيري کرده و نشانه‌هاي بيماري را تغيير مي‌دهد.
ايمپلنت‌هاي عصبي ارتقا داده شده مي‌توانند براي اين گونه شيوه‌هاي درماني مفيد واقع شوند. بر پايه مطالعات و پروژه‌هايي که با حشرات سايبورگ انجام مي‌شوند، مي‌توانيم در حوزه‌هاي گوناگون از کاربردهاي زيادي بهره مند شويم که يکي از آن‌ها پژوهش در زمينه بيماري آلزايمر است. مي‌بينيم که تنها با فشردن يک دکمه مي‌توانيم سوسک‌ها را از راه دور کنترل کنيم؛ آن‌ها با يک اشاره از راست به چپ مي‌چرخند يا به جلو و عقب مي‌روند.

کنترل و هدايت
طول بدن سوسک‌هاي تاريکي تا دو سانتي متر هم مي‌رسد و وزن آن‌ها هم حدود نيم گرم است. به دنبال آزمايشي با استفاده از موم، يک رايانه روي يک سوسک تاريکي نصب شد. وزن اين کوله پشتي رايانه اي به اندازه وزن خود سوسک بود. الکترودهايي از سيم نقره هم به شاخک‌هاي آن متصل شد. سپس سيگنال‌هايي کامپيوتري تماس شاخک‌ها با شيء را شبيه سازي کردند. در نتيجه، سوسک تاريکي از شي فاصله مي‌گرفت و سعي مي‌کرد با دور زدن شي آن را پشت سر بگذارد. بنابراين، سيگنال وارد شده به شاخک راست، سوسک را وا مي‌داشت تا به چپ گردش کند و سيگنال وارده به شاخک چپ، حشره را وادار مي‌کرد تا به راست بچرخد.
در حال حاضر، جريان برق مورد نياز براي فعال کردن رايانه نصب شده روي سوسک تاريکي از دو باتري دکمه اي 55/1 ولتي تأمين مي‌شود. عمر باتري‌ها 8 ساعت است و دانشمندان درصدد هستند با کمک يک عنصر زيست سوخت که از گلوکز بدن حشره استفاده مي‌کند دوام آن را به
3 روز برسانند.
ساخت حسگرهاي ريزي که قادر به تشخيص دي اکسيد کربن در محيط، دما و ميزان ضربان قلب باشند يکي ديگر از اهداف دانشمندان است. با تحقق اين ايده، استفاده از حشرات سايبورگ در عمليات‌هاي نجات با موفقيت بيشتري امکان پذير مي‌شود.

کاربردهاي نظامي
اهداف بشردوستانه يک روي سکه ساخت حشرات سايبورگ است. روي ديگر سکه اهداف دنياي جنگ افزار را منعکس مي‌کند که شايد مورد تأييد خيلي از افراد نباشد.
قرار است تا سال 2040 سايبورگ‌هايي در اندازه حشرات براي حمل عوامل بيماري زا و تسليحات اشعه اي مخرب وارد ميدان شوند. اين تصويري از سلاح‌هاي آينده است، سناريويي که نقش آفرينان آن موجوداتي نيم حشره و نيم روبات هستند. آن‌ها اين توانايي را خواهند داشت که عوامل بيماري زا را با هدف حمله به انسان‌ها و گياهان منتشر کنند.
با اعزام اين موجودات هيبريدي، قدرت نظامي‌دشمن در يک آن نابود شده و جان سربازها در عرض چند ثانيه گرفته مي‌شود. دست اندرکاران اين سناريو با «جنگ افزارهاي زيست محيطي» خود مي‌توانند آب و هوا را دست کاري کنند تا بر وفق مرادشان عمل کند. براي مثال مه بسازند تا هواپيماهاي جنگنده خود را از ديدرس دشمن پنهان کنند يا طوفان‌هايي را ايجاد کنند تا ارتش دشمن را از پا درآورند.
اين نمايي از حشرات سايبورگي است که نقش جنگ افزارهاي آينده را ايفا مي‌کنند و مفهوم‌هايي نظير تهديد، دفاع، انهدام و شکست و پيروزي را در خود دارند؛ عده‌اي را خوشحال مي‌کنند، در حالي که تأسف عده‌اي ديگر را برمي‌انگيزند.
هشدارهايي هم درباره طراحي و به کارگيري اين نوع حشرات هدايت شونده داده شده است. اگر اين نوع فناوري به دست تبهکاران و گروه‌هاي تروريستي بيافتد، امنيت مردم نقاط مختلف دنيا به خطر خواهد افتاد و در نتيجه جاي تحسيني براي سازندگان آن‌ها باقي نمي‌ماند.
حشرات سايبورگ در علم، فناوري، سياست و اقتصاد تغييرات عمده اي ايجاد خواهند کرد. شايد تصويري از اين دنياي تغيير يافته را در فيلم‌هاي علمي‌ تخيلي ديده باشيم

طراحی و پیاده سازی: راد رایانه