Барбара Маццолаи, Генуядағы Италия технология институтының робототехника бойынша ассоциацияланған директоры және биоинспирленген жұмсақ робототехника зертханасының жетекшісі, «тұрақты робототехника» деп аталатын жаңа зерттеу саласын қолдайды. Тәсілдің мақсаты – табиғат, адамзат және технология арасындағы қарым-қатынасты жақсарту. Шілде айында Nature Machine Intelligence журналында жарияланған манифестте Маццолаи және оның әріптестері роботтарды жобалауда тұрақтылықты дамытудың орталығына қою көзқарасын сипаттады. «Бізге технологиямыздың ізін азайту керек», – дейді ол. «Бұл шынымен де басқаша ойлау, робототехника мен қоғам үшін жаңа мүмкіндіктер ашу туралы». Маццолаи ғылымға жолын Тоскана жағалауындағы Ливорно портты қаласының жанында балалық шағынан бастады. Оның әкесі денсаулық сақтау бойынша мемлекеттік инспектор және кәсіби миколог болды; отбасы жиі ормандарды зерттеп, жергілікті саңырауқұлақтар мен өсімдіктерді зерттеді. Бастапқыда Маццолаи суретші болуды ойластырғанымен, 1987 жылы Пиза университетіне биологияға, әсіресе теңіз биологиясына қызығып, түсті. 1995 жылға қарай ол биология магистрі дәрежесін алды. Оқуды аяқтамай тұрып, ол Италияның Ұлттық зерттеу кеңесінің биофизика институтында ғылыми қызметкер болып жұмысқа орналасты, онда тірі және өлі ортаның құрамдас бөліктері арқылы сынап сияқты ауыр металдардың циклдерін зерттеді. Бұл судан, топырақтан, көкөністерден және тіпті адам организмдерінен үлгілерді жинау мен талдауды қамтыды, бұл металдардың денсаулық пен қоршаған ортаға әсерін түсіну үшін. Зерттеу жұмысымен қатар, Маццолаи 1998 жылы Пиза қаласындағы Scuola Superiore Sant'Anna-да экоменеджмент және аудит схемалары бойынша тағы бір магистр дәрежесін алды. 1999 жылы ол университеттің экологиялық мониторингтің жаңа құрылғыларын әзірлеу үшін биологтарды қабылдап жатқанын білді. Маццолаи өтініш беріп, әйгілі биороботик Паоло Дарионың жетекшілігімен ғылыми ассистент ретінде жұмыс істей бастады, алдымен сенсорлар, содан кейін ауа, су және топырақ мониторингіне арналған роботтар әзірледі. Докторлық бағдарламаны бастамай тұрып, ол 2004 жылы ассистент профессорлыққа көтерілді және көп ұзамай биоинспирленген робототехникаға алғашқы қадам жасады. Sant'Anna-дағы әріптестерімен бірге ол сегізаяқтан шабыт алған жұмсақ роботты әзірлеуге көмектесті. «Біз оны жұмсақ робототехника идеясын дамыту парадигмасы ретінде ұсындық: роботтар жұмсақ бола алатынын, бірақ сонымен бірге жануар сияқты қоршаған ортаға күшті күш қолдана алатынын көрсету үшін», – деп еске алады ол.
2007 жылы Маццолаи Римдегі Тор Вергата университетінде микрожүйелік инженерия бойынша докторантураға түсті, Sant'Anna-да жұмысын жалғастыра отырып. Ол өз роботтарының сенсорларын әзірлеу үшін микрофабрикация әдістерін белсенді түрде қолданды және бұл саланы алға жылжытқысы келді. Роботтар жиі сезімдік сенсорлармен, мысалы, тактильді немесе проприоцептивті сенсорлармен жабдықталғанымен, бұл жүйелер әдетте роботтың қоршаған ортадағы орнын түсінуге бағытталған. «Дегенмен, олар қозғалатын ортаны шынайы түсіну үшін физикалық немесе химиялық сенсорларды біріктіретін роботтар аз», – деп атап өтеді Маццолаи. 2009 жылы ол Италия технология институтының микро-биороботика орталығында команда жетекшісі болып тағайындалды, онда биоинспирленген робототехника саласындағы жұмысын жалғастырды. Екі жылдан кейін ол докторлық диссертациясын аяқтап, орталықтың директоры болып тағайындалды. Сол уақытта Маццолаи өсімдіктерді жаңа робот түрлерінің моделі ретінде пайдалануға қызығушылық танытты, биоинспирацияны жануарлардан тыс кеңейтті. Әсіресе, ол тамырлардың жер асты ортасын тиімді зерттеу қабілетіне қызықты, және ол экологиялық модельдеу мен дәл егіншілікке қолдануға болатын осындай икемді машиналарды елестетті. Ол алғаш рет идеяны ұсынғанда, әріптестері статикалық организмдерге негізделген роботтарға қатысты біраз күмәнмен қарады. Бірақ шын мәнінде, дейді Маццолаи, өсімдіктер шексіз өсу деп аталатын процесс арқылы үнемі қозғалыста болады. «Олар шынымен де өмір бойы өседі», – деп түсіндіреді ол. «Олар өз морфологиясын, мінез-құлқын сыртқы ортаға бейімдейді; олар қалпына келеді, сезінеді, байланысады».
Осылайша, әдеттегі робототехникадан мүлдем өзгеше принциптер бойынша жұмыс істейтін жүйені имитациялауға тырысу үлкен ойлауды талап етті. Маццолаи биоинспирленген робототехникада жұмыс істеу кейде «екі бөлек ми» – біреуі биологтың, екіншісі инженердің болуын талап ететінін айтады. Процесс жиі мақсатты организмді терең зерттеуді, оның жұмысын қалыптастыратын негізгі принциптерді түсінуді қамтиды, содан кейін оларды имитациялай алатын роботты құруға тырысады. «Бұл табиғи организмдердің көшірмесі емес», – деп атап өтеді Маццолаи, өйткені тірі организмді қайта жасау қиын және ол басқа мақсаттарды көздейді. Өсімдік тамырларының топырақты зерттеуде соншалықты тиімді ететін нәрсе – олар құрылымның өте жұқа ұшында ғана өсіп, үйкелісті азайтады, ал тамырдың қалың негізі қозғалмайды. Бұл әдеттегі бұрғыға қарағанда, жерді итеру үшін қажет энергия мөлшерін айтарлықтай азайтады, ол бүкіл құрылымды жоғарыдан итеруі керек. Бұл принципті роботқа енгізу үшін оның командасы машина ұшында орналасқан миниатюраланған үш өлшемді принтерді әзірледі, ол термопластикалық жіпті қыздырылған саптама арқылы жылан тәрізді денені артында құрастыру үшін береді. Бұл роботқа топырақ арқылы тиімді итеруге мүмкіндік береді. Ұшында сонымен қатар кедергілерден аулақ болуға және жақын маңдағы қоректік заттар немесе суды анықтауға мүмкіндік беретін сенсорлар бар. Табиғаттан шабыт алып, Маццолаи енді оған құрмет көрсетуді мақсат етеді. Қазіргі заманғы көптеген технологиялар, соның ішінде пластиктер мен автомобиль батареялары, олардың өмірлік циклінің соңында қоршаған ортаға қалай әсер ететіні туралы аз ойланумен әзірленді, дейді ол. Маццолаи робототехниканың сол жолмен жүрмеуін қамтамасыз еткісі келеді. Бұл оның және әріптестерінің қазір «тұрақты робототехника» деп атайтын нәрсеге шабыт береді. Тәсілдің үш негізгі тірегі бар: роботтардың қоршаған ортаға әсерін барынша азайту; әртүрлі елдер мен барлық әлеуметтік-экономикалық топтардағы адамдар үшін олардың қолжетімділігі; және олардың «симбиотикалығы», адамдарға да, табиғатқа да пайда әкелетіндігі. Нақтырақ айтсақ, Маццолаи роботтарды жобалауда өмірлік цикл тұжырымдамасын енгізгісі келеді, осылайша олардың пайдалы өмірінің соңында бұл машиналар қайта пайдаланылуы, қайта өңделуі немесе тіпті биологиялық ыдырауы мүмкін. Бұл амбициялық болып көрінгенімен, ол мұны шындыққа айналдыру үшін барлық ингредиенттер қазірдің өзінде бар екеніне сенімді. Бұл болашақ робототехниктерді шабыттандыратынына сенімді көзқарас. «Бұл салада шынымен де жұмыс істегісі келетін жас адамдар бар, өйткені бұл болашақ, олардың болашағы», – дейді ол. Тұрақты экологиялық зиян қаупімен бетпе-бет келгенде, «олар көмектесе алатын нәрсе жасағысы келеді».
Ұқсас мақалалар
