Shkencëtari Ardian Jusufi zbulon se një lloj i “ketrave fluturues” mund të përdoren në robotikë

Gjetjet e ekipit të drejtuar nga Prof. Dr. Ardian Jusufi një ditë mund të mundësojnë prodhimin e robotëve dhe dronëve të shkathët dhe me efikasitet energjetik

Revistat shkencore botërore kanë publikuar dje, më 2 korrik, lajmin për një zbulim të rëndësishëm, bartës i të cilit është një ekip shkencëtarësh të kryesuar nga Prof. Dr. Ardian Jusufi, transmeton albinfo.ch. Studiuesit në Empa dhe Institutin Max Planck për Sisteme Inteligjente kanë hetuar fizikën e luspave me gjemba të ketrave fluturues afrikanë me bisht gjembaç për herë të parë, duke përdorur modele matematikore dhe fizike. Gjetjet e tyre një ditë mund të mundësojnë robotë dhe dronë të shkathët e me efikasitet energjetik, shkruan empa.ch.

Por kush është studiuesi pas këtij projekti kaq të veçantë? Prof. Dr. Ardian Jusufi ka mbaruar studimet bazë në U.C. Berkeley, Universitetin e Harvardit dhe Universitetin e Kembrixhit në Mbretërinë e Bashkuar.

Pasi ka shërbyer për herë të parë si lektor në Universitetin e Teknologjisë në Sydney nga viti 2016, Ardiani ishte emëruar si udhëheqës i pavarur i Grupit Kërkimor Max Planck [~ profesor i asociuar] në vitin 2018, ku ka shërbyer si studiues në Shkollën Ndërkombëtare të Kërkimit Max Planck IMPRS-IS dhe profesor i asociuar i Qendrës ETH për Sistemet e Mësimit deri në vitin 2023. Ai është aktualisht udhëheqës i grupit kërkimor në Departamentin e Shkencave Inxhinierike të Laboratorëve Federalë Zviceranë për Shkencën dhe Teknologjinë e Materialeve.

Ardiani është profesor nderi i asociuar i Universitetit Macquarie. Për më tepër, ai është profesor i asociuar i universitetit ETH dhe i Institutit të Universitetit të Cyrihut për Neuroinformatikë INI, si dhe i Institutit Paleontologjik. Prof. Dr. Ardian Jusufi e pozicionon kërkimin e tij shumë ndërdisiplinor në robotikën inxhinierike, shkencën e materialeve dhe biomekanikën. Ai është një pionier në hetimin biorobik të lëvizjes së fuqishme të robotëve, të mbështetur nga zbulimet e tij të bishtave si shtojca kontrolli, që mundësojnë refuzimin e shpejtë të çrregullimeve dhe tranzicionet multimodale. Hulumtimi i tij është paraqitur në revista kryesore, duke përfshirë PNAS dhe Nature (të dyja artikuj kryesorë), Nature Communications bio, si dhe Soft Robotics, Advanced Engineering Materials dhe Current Biology.

Tani të kthehemi tek zbulimi më i ri, i cili ka bërë bujë në qarqet shkencore botërore. Ketrat afrikane me bisht gjembaç përdorin bishtat e tyre me luspa për të lëvizur në mënyrë të sigurt nëpër lëvoren e lëmuar të drurëve në pyjet tropikale ku jetojnë, transmeton albinfo.ch. Studiuesit në Empa dhe Institutin Max Planck për Sisteme Inteligjente kanë hetuar fizikën e luspave me gjemba për herë të parë duke përdorur modele matematikore dhe fizike, përcjell albinfo.ch. Gjetjet e tyre një ditë mund të mundësojnë robotë dhe dronë të shkathët e me efikasitet energjetik.

Ketrat me bisht gjembaç janë ndër gjitarët më pak të studiuar. Këta brejtës të natës, të cilët arrijnë gjatësi trupore nga gjashtë deri në 45 centimetra, në varësi të specieve, jetojnë në pyjet tropikale të Afrikës Perëndimore. Me ndihmën e membranës midis gjymtyrëve të tyre, ata rrëshqasin midis majave të pemëve, ngjashëm me ketrat fluturues, me të cilët ketrat me bisht gjembaç nuk janë të lidhur ngushtë.

Kështu duket bishti me “gjemba” i ketrit fluturues afrikan

Ketrat me bisht gjembash quhen kështu falë një strukture unike trupore. Në pjesën e poshtme të bishtit të tyre, ato kanë disa luspa me gjemba. Biologët dyshojnë se këto luspa i ndihmojnë ketrat të lëvizin dhe të kapen pas lëvores së pemëve, por se si funksionojnë saktësisht luspat nuk është hetuar ende. Studiuesit nga grupi kërkimor i Empa-s “Soft Kinetics”, i bazuar më parë në Institutin Max Planck për Sisteme Inteligjente, tani kanë publikuar studimin e parë mbi këtë temë në revistën ndërdisiplinore të Shoqërisë Mbretërore, “Interface”.

Për këtë studim, studiuesit, të udhëhequr nga Ardian Jusufi, kanë huazuar ekzemplarë të ketrave të rrallë me bisht gjembash nga koleksionet e historisë natyrore, i kanë matur dhe i kanë skanuar në 3D, përcjell albinfo.ch. Bazuar në këto të dhëna, ata kanë demonstruar se si gjembat e bishtit ndihmojnë ketrin të ruajë pozicionin e tij në mënyrë të sigurt, të qëndrueshme dhe me efikasitet energjetik, madje edhe në lëvoren e lëmuar të pemëve.

Për ta bërë këtë, studiuesit përdorën si modele matematikore ashtu edhe modele fizike, kopje të “ketrave” me luspa dhe kthetra bishti të printuara në 3D. “Lëvizja e kafshëve është shumë komplekse. Vetëm simulimet shpesh nuk janë të mjaftueshme për ta kuptuar atë”, shpjegon Jusufi, kreu i grupit kërkimor “Kinetika e butë”. “Kjo është arsyeja pse po zhvillojmë modele të trupit në lëvizje”.

Jusufi ka përdorur më parë modele të tilla për të studiuar sjelljen e ngjitjes dhe uljes së gekonëve tropikalë, duke zbuluar kështu bazën fizike për reflekset e kafshëve.

Për ketrat me bisht gjembaç, studiuesit në fillim provuan me një model statik. Në hapin tjetër, grupi kërkimor i Jusufit tani synon të prezantojë lëvizjen për të kuptuar se si bishti me gjemba mund t’i ndihmojë ketrat të ulen. “Ne e dimë nga speciet e tjera të kafshëve që jetojnë në pemë se mund të ndodhin ngjarje të paparashikuara”, thotë Jusufi. “Nëse ketri rrëshqet drejt një peme, por papritur vëren një grabitqar atje, ai duhet të devijojë në një pemë tjetër gjatë fluturimit. Ne dyshojmë se bishti me gjemba ndihmon në thithjen e energjisë së një uljeje të tillë emergjente dhe mbron ketrin nga rënia”. Në planin afatgjatë, Jusufi planifikon të vëzhgojë kafshët në mjedisin e tyre natyror në një studim në terren dhe t’i filmojë ato duke u ulur, ashtu siç bëri më parë me gekon, një element i rëndësishëm ndërtimi në modelin e lëvizjes së tyre.

Kuptimi i saktë i fizikës prapa lëvizjes së kafshëve i ndihmon edhe njerëzit. Gjetjet nga ky studim një ditë mund të përfshihen në robotikë. Robotët dhe dronët e vegjël, të lëvizshëm dhe autonomë janë të kërkuar në shumë fusha, si bujqësia, monitorimi mjedisor dhe ndihma në fatkeqësi. Për të zhvilluar robotë që lëvizin në mënyrë të sigurt dhe me efikasitet energjetik në mjedise komplekse e të paparashikueshme, për shembull në majat e pemëve, studiuesit e robotikës shpesh frymëzohen nga mbretëria e kafshëve, duke adoptuar struktura morfologjike dhe sjellje që evolucioni i ka rafinuar gjatë miliona viteve. Disiplina që merret me këtë quhet bionikë.

Por para se të mund të “kopjohet” diçka nga natyra, së pari duhet të kuptohet. “Lëvizja e kafshëve kërkon ndërveprimin e proceseve të ndryshme dhe shpesh kuptohet dobët”, thotë Jusufi. “Roli i bishtit, në veçanti, është i paeksploruar në shumë lloje shtazore”. Qëllimi i kërkimit të tij bazë është të kuptojë më mirë sistemin muskuloskeletor. Të përdorur si modele të animuara të trupit, robotët kanë për qëllim të shërbejnë si instrumente për të simuluar lëvizjen, për të “simuluar” proceset biologjike në bashkëveprim me një terren kompleks. Kjo bën të mundur shmangien gjithnjë e më shumë të testimit në kafshë.

Për këtë zbulim, në Royal Society Interface ka shkruar edhe Science Magazine, journali më i njohur shkencor në mbarë globin, thotë Ardian Jusufi për albinfo.ch.

https://www.science.org/content/article/these-squirrels-scaly-tails-help-them-climb-slippery-trees

Njoftimi për shtyp nga Empa Dübendorf:

https://www.empa.ch/web/s604/scaly-tailed-flying-squirrels

(Fotot: Empa.ch)

 

 

---