Skip to main content
header

זרוע התמנון כבסיס לפיתוח רובוטים

דף זה מבוסס על עבודה של מורים שהשתתפו בקורס PENCIL במוזיאון המדע בעקבות ביקור במעבדה של ד"ר בני הוכנר וההסבר של ד"ר יורם יקותיאלי

להרחבה אודות המחקר

זרוע התמנון - לא רק כוח אלא גם מוח
מוח הזרוע - רובוטים גמישים אולי יעוצבו בהשראת התמנון

בעל-החיים הזה מצטיין לפחות בתכונה בולטת אחת: רוב גופו עשוי שרירים, ואין לו שלד קשיח שעלול להגביל את תנועותיו. זרועותיו החופשיות לחלוטין מסוגלות לנוע בכל כיוון ובכל סגנון תנועה. הן יכולות לפתוח צנצנת סגורה ולשבור צדפות. אבל, באופן מפתיע גילו באחרונה המדענים, הזרועות האלה אינן מתאפיינות רק בכוח. למעשה, בכל אחת מהן יש גם "מוח".

יכולתם של תמנונים לתמרן בשמונה זרועות בעת ובעונה אחת היא נושא שמפליא את המדענים זה זמן רב. כל זרוע כזאת מכילה 50 מיליון תאי עצב, אך רק מעטים מהם, יחסית, מקשרים את הזרוע אל מוחו של התמנון. תופעה זו עמדה במרכז מחקר שבו הראו המדענים שבעת יצירת תנועת הושטה, הזרוע של התמנון מבצעת, בדרך כלל, תנועה קדימה המקרבת אותה לעבר המטרה.

החוקרים גילו שהתמנון מצליח להתגבר על מורכבות התנועה על ידי כך שאימץ לעצמו רפרטואר מצומצם של דפוסי תנועה בסיסיים. על ידי שילוב שלהם בצורה שונה בזמן ובמרחב, התמנון יוצר את מגוון תנועות וביניהן תנועת ההושטה בה הוא מושיט את זרועותיו אל המטרה על ידי כיפוף שהוא יוצר בזרוע, שמתקדם במהירות לעבר קצה הזרוע.

לפני כארבע שנים, במחקר שהתפרסם בכתב העת "Science", הראו הוכנר וצוות החוקרים שהתמנון מעביר את הפיקוח על תפקוד הזרועות לזרועות עצמן. כל זרוע מצוידת ב"מוח" משלה, המוציא לפועל את התנועה בזרוע.

 

תנועות הושטה והגשה אל הפה של זרוע תמנון

בימים אלה התגלה ממצא מעניין נוסף: "שמנו לב", אומר הוכנר, "שכאשר התמנון תופס אוכל הוא לא מכופף את הזרוע בכל פעם בדרך אחרת כדי להעביר את האוכל לפה, אלא משתמש בתנועה קבועה שחוזרת על עצמה. להפתעתנו מצאנו שלתנועה הזאת מאפיינים דומים בצורה מדהימה לתנועה בזרוע האנושית."

"היופי בממצאים הוא הדמיון הרב בין אופן התנועה בזרועות התמנון ואופן תנועת הזרועות שלנו", אומרים שני החוקרים. "מתברר שהאבולוציה הגיעה לאותו פתרון בבני האדם ובתמנון. אצלנו הפתרון טבוע במבנה השלד, ובתמנון תוכנית מוטורית מייצרת את המבנה הקשיח והדינמי". המחקר התפרסם ב-10 בפברואר 2005 בכתב העת "Nature".

לאן פני המחקר?

תעשיית הרובוטיקה מנסה לחקות את תנועות התמנון

חוקרים ומהנדסים מנסים לבנות רובוטים מרובי מפרקים שיוכלו לשמש במשימות חיפוש והצלה (אזורי אסון והריסות, כורים גרעיניים ואזורים תת מימיים) ואולי גם לצרכים רפואיים כמכשירים מתוחכמים הנעים בתוך חללי הגוף.

תעשיית הרובוטיקה שואבת במקרים רבים רעיונות מן הטבע, ולא בכדי. מיליוני שנות אבולוציה הובילו למציאת פתרונות יעילים ביותר לבעיות מורכבות.

דוגמאות של רובוטים חדישים, מרובי דרגות חופש:


NEC search and rescue

Carnegie Mellon Search and Rescue  

התמנון הוא אחת הדוגמאות הבולטות לכך. זרועותיו הגמישות חסרות השלד מנחות זה כבר כמה קבוצות מחקר ברחבי העולם לכיוון פיתוח רובוטים רכים וגמישים, שיתאימו לפעולה באזורים בהם חסר מידע על תנאי השטח, כמו למשל באזורי אסון. זרועותיהם יתפתלו ויעקפו פינות או יחדרו לחורים, שאף אמצעי טכנולוגי אחר אינו מסוגל לחדור.

רובוטים כאלה יכולים להשתתף במשימות חילוץ והצלה, הם יוכלו להישלח למשימות צבאיות תת-מימיות, לנטרל מוקשים או לתקן אוניות. ברפואה אפשר יהיה להשתמש בהם כדי לחדור לחללים מפותלים, כמו למשל לחלל המעי או לנבכי המוח, להשתמש בהם לצורכי ניתוח במקומות רגישים ועוד.

 

נוצר בתאריך: 15/02/09
עודכן בתאריך: 17/01/11