واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار»     (HT-CSURE)

واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)

Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering
واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار»     (HT-CSURE)

واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)

Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering

رایانش کوانتومی در کمتر از ده سال دیگر جهان را تسخیر خواهد کرد؟

رایانش کوانتومی در یک قدمی
رایانش کوانتومی در کمتر از ده سال دیگر جهان را تسخیر خواهد کرد
لحظه سرنوشت‌ساز مهمی در دنیای محاسبات کوانتومی به وقوع پیوست. گروهی از دانشمندان گوگل با استفاده از کامپیوتر کوانتومی این شرکت موفق شدند، مولکول هیدروژن را با موفقیت شبیه‌سازی کنند. رایان رابوش یکی از دانشمندان گوگل در این ارتباط گفته است: «این دستاورد نشان می‌دهد که ما به درجه‌ای از توانمندی در رایانش کوانتومی دست یافته‌ایم که حتا قادر به شبیه‌سازی سامانه‌های شیمیایی بزرگ‌تر و پیچیده‌تری هستیم.» بر همین اساس سایت فوربس مقاله جالبی را درباره آینده رایانش کوانتومی منتشر کرده است.

این دستاورد حیرت‌انگیز موتور جستجو به ما اعلام می‌دارد که ما اکنون می‌توانیم انقلابی در زمینه طراحی سلول‌های خورشیدی، کاتالیزورهای صنعتی، باتری‌ها، دستگاه‌های الکترونیکی منعطف، داروها، مواد و... به وجود آوریم. با پیشرفتی که این مدل ابررایانه‌ها در سال‌های اخیر تجربه کرده‌اند، بدون شک سرمایه‌گذاری و تحقیقات در این حوزه از دنیای فناوری با شتاب بیشتری دنبال خواهد شد. بر همین اساس گوگل، علی‌بابا، بایدو، آمازون و دیگر غول‌های فناوری و همچنین دولت‌ها در رقابت شدیدی با یکدیگر قرار دارند تا این فناوری را به بهترین شکل ممکن طراحی کرده و از آن استفاده کنند. به تازگی کمیسیون اروپا بودجه‌ای نزدیک به یک میلیارد یورو برای این فناوری اختصاص داده است. بودجه‌ای که در زمینه تحقیق، توسعه و سرمایه‌گذاری در فناوری‌های کوانتومی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. علاوه بر فعالیت‌هایی که به آن‌ها اشاره شد، شرکت گوگل ماه گذشته میلادی اعلام داشت که برای محافظت از مرورگر کروم خود از فناوری امنیتی مبتنی بر رایانش کوانتومی استفاده خواهد کرد. سرگی بلوسوف، مدیرعامل و بنیان‌گذار شرکت امنیت داده‌های آکرونیس در این ارتباط گفته است: «این فناوری خاصی است که روند طراحی و توسعه آن به سرعت در حال انجام است. همین موضوع باعث می‌شود که ما به سختی بتوانیم تاثیر فناوری کوانتومی در بخش صنعت را که همواره با خلاقیت و ابتکار عامل انسانی رابطه مستقیمی دارد و از رشد بسیار سریعی برخوردار است، پیش‌بینی‌ کنیم.» بلوسوف که همچنین ریاست بخش اجرایی شرکت پاراللز را عهده‌‌دار است در بخش دیگری از صبحت‌های خود گفته است: «در مقطع فعلی رایانش کوانتومی و به ویژه اندازه شناسی کوانتومی (quantum metrology) و امنیت کوانتومی جزء آن گروه از موضوعاتی هستند که وابستگی کاملی به دنیای علم دارند و بر همین اساس توسعه و پیشرفت آن‌ها می‌تواند گاها سریع یا برعکس کند به پیش برود. اگر این فناوری بتواند توسعه پیدا کند، تغییرات بسیار بزرگی به واسطه آن رخ خواهد داد. به همین دلیل است که شرکت‌هایی همچون گوگل، علی‌بابا و آمازون جزء آن گروه از سرمایه‌گذارانی هستند که در این حوزه از علم پیشتاز هستند.»

 کامپیوترهای کوانتومی بر مبنای مهار اتم‌ها یا پدیده مکانیک کوانتوم که بر مبنای ذرات قرار دارد عمل می‌کنند. کامپیوترهای دسکتاپ امروزی بر مبنای دنیای دودویی صفرها و یک‌ها به ماشین‌ها اعلام می‌دارند چگونه باید کارهای خود را انجام دهند. در حالی که در دنیای کامپیوترهای کوانتومی این قوانین مکانیک کوانتوم هستند که در قالب کیوبیت‌ها قادر به شبیه‌سازی حالت‌های صفر، یک یا هر دو حالت هستند.

برای سال‌های متمادی نگرشی که بر دنیای فناوری حاکم بود بر مبنای این دیدگاه قرار داشت که به کارگیری گسترده این فناوری چندین دهه به طول خواهد انجامید. با این‌حال، تعدادی از کارشناسان صنعت در پیش‌بینی‌های خود تجدیدنظر کرده‌اند. بلوسوف در این ارتباط گفته است: «من به شخصه از هفت سال پیش این حوزه از علم را به دقت مورد بررسی قرار دادم. در آن زمان فکر می‌کردم، برای آن‌که بتوانیم یک محصول کاربردی را بر مبنای رایانش کوانتومی طراحی کنیم راه طولانی در پیش خواهیم داشت. در آن زمان پیش‌بینی کرده بودم که این فناوری حداقل به 20 تا 40 سال زمان نیاز خواهد داشت تا به شکل کاربردی در دسترس ما قرار گیرد. اما از دو سال پیش و با توجه به پیشرفت‌هایی که در حوزه فناوری به دست آمده است، با قاطعیت نمی‌توان پیش‌بینی‌هایی را در خصوص این فناوری بیان کرد. در نتیجه این احتمال وجود دارد که ظرف پنج تا ده سال آینده تغییرات عظیمی را شاهد باشیم. به عقیده شخصی من این روند در کمتر از ده سال به شکوفایی خواهد رسید

بلوسوف درباره این‌که شرکت‌ها در چه زیرشاخه‌هایی از این فناوری سرمایه‌گذاری بیشتری انجام خواهند داد گفته است: «به نظر من اندازه‌شناسی کوانتومی، رمزنگاری همراه با قابلیت‌های این فناوری در حوزه مدل‌سازی نسل جدیدی از مواد بخش‌های هیجان‌برانگیزی هستند که شرکت‌ها و دولت‌ها سرمایه‌گذاری‌های سنگینی روی آن‌ها انجام خواهند داد. در اندازه شناسی کوانتومی انتظار می‌رود، دستگاه‌هایی با حس‌گرهای بسیار دقیقی در حوزه الکترونیک، مغناطیس، میدان‌های گرانشی، دما و زمان بر مبنای این فناوری ساخته شوند. این جهان از سیگنال‌ها و تغییرات مختلفی ساخته شده است که اندازه‌شناسی کوانتومی قادر است به دقیق‌ترین شکل ممکن آن‌ها را اندازه‌گیری کند. در حوزه امنیت، رایانش کوانتومی حریم خصوصی واقعی را برای مردم به ارمغان خواهد آورد. در دنیای کنونی مردم واقعا اطلاع ندارند که سال‌ها است حریم خصوصی آن‌ها از میان رفته است و این ارتباطات کوانتومی هستند که یکبار دیگر امنیت را برای آن‌ها به ارمغان خواهد آورد.»

سوسک‌ها و پروانه‌های نقشه‌بردار

حشرات سایبروگی به یاری پژوهشگران می‌آیند
سوسک‌ها و پروانه‌های نقشه‌بردار
دانشمندان برای کاوش‌ در مناطق حساس و عمدتا خطرناک چاره‌ای ندارند جزء این‌که از فناوری‌های پیشرفته استفاده کنند. در این مناطق عامل طبیعی با مخاطرات جانی بسیاری روبرو است و عامل کاملا ماشینی نیز محدودیت‌هایی دارد. در چنین شرایطی عامل سوم که همان زیست‌روبات‌ها هستند به میدان وارد شده و به یاری پژوهشگران می‌شتابند.

یک تیم از پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی موفق به توسعه گونه خاصی از زیست‌روبات‌ها شدند. این حشرات سایبورگ شده به مناطق خطرناک، ساختمان‌های مخروبه و مناطقی که بر اثر حوادث طبیعی دچار تخریب شده یا رانش زمین باعث به وجود آمدن مسیر صعب‌العبوری شده مسافرت می‌کنند و نقشه‌ای از این مناطق تهیه می‌کنند. این پروژه ماحصل کار گروهی ادگار لوباتون استادیار مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه کارولینای شمالی و دکتر آلپر بزکورت استاد رشته مهندسی بیوالکترونیک دانشگاه کارولینای شمالی است. این دو پژوهشگر با موفقیت توانستند حس‌گرهایی را به بدن سوسک‌ها متصل کرده و از ویژگی‌های طبیعی این حشرات برای نقشه‌برداری از زمین‌های سخت بهره بردند.

 این دو پژوهشگر در ارتباط با طرح خود گفته‌اند: «پیشنهاد ما این است که گروهی از این حشرات سایبروگ شده را از طریق هواپیماهای بدون سرنشین در محل‌های خطرناک آزاد کنیم. زمانی که این حشرات در مناطق سخت رها می‌شوند، از استقامت بدنی بالایی برخوردار هستند و قادر هستند در این مناطق به خوبی دوام بیاورند. در ادامه حس‌گرهایی که به این سوسک‌ها متصل شده است به راحتی قادر هستند داده‌های لازم که به منظور نقشه‌برداری محیطی به آن‌ها نیاز است را به دست آورند. برای کنترل این حشرات و اطمینان یافتن از این موضوع که این حشرات سایبورگی در مناطق موردنظر سرگردان نمی‌شوند، ما این قابلیت را در اختیار داریم تا امواج رادیویی را از فاصله 20 متری هواپیمای بدون سرنشین برای این حشرات ارسال کنیم.»

داده‌هایی که از این حس‌گرها جمع‌آوری می‌شوند، در ادامه از طریق نرم‌افزاری که دانشگاه کارولینای شمالی آن‌را طراحی کرده است ترجمه شده و در ادامه یک نقشه محیطی دقیق از این مناطق ترسیم می‌شود.

همچنین برای نقشه‌برداری از مناطق بزرگ‌تر نیز می‌توان همین فرآیند را به صورت مرحله به مرحله انجام داد. در این حالت هواپیمای بدون سرنشین پیش از آن‌که به سمت مقصد بعدی حرکت کنند، صبر می‌کند تا این حشرات نقشه‌برداری از بخش‌های کوچک‌تر را تکمیل کنند و داده‌های مربوطه را به دست آورند. در ادامه داده‌های به دست آمده از بخش‌های مختلف در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و به این شکل نقشه‌برداری از ناشناخته‌ترین مناطق زمین نیز امکان‌پذیر می‌شود.

لوبوتان در این ارتباط گفته است: «از این دستاورد می‌توان در ارتباط با ساختمان‌های در حال ریزش و مناطقی که سیگنال‌های موقعیت‌یاب جهانی در آن مناطق به خوبی جواب نمی‌دهد استفاده کرد. سینگال رادیویی که از طریق هواپیمای بدون سرنشین ارسال می‌شود تا حد بسیار زیادی قادر هستند در ساختمان‌های آسیب‌دیده نفوذ کرده و به این شکل زیست‌روبات‌ها را در کنار یکدیگر نگه دارند.»

تا به امروز از زیست‌روبات‌ها عمدتا در ارتباط با نقشه‌برداری از مناطق و بخش‌های کوچک استفاده می‌شد. اما دستاورد جدید دانشگاه کارولینای شمالی می‌تواند افق‌های تازه‌ای در زمینه نقشه‌برداری در مقیاس‌های بزرگ‌تر پدیدار سازد. این پروژه بر اساس مطالعات قبلی که در آن یک ریزتراشه به شکل کوله‌پشتی به سوسک‌ها متصل می‌شد و از راه دور سوسک‌ها را کنترل می‌کرد، طراحی شده است. 

پیشرفت فناوری در توانایی حرکت ربات‌ها

رایورز - ربات اطلس (Atlas) شرکت Boston Dynamics پیشرفت زیادی در زمینه ایستادن و راه رفتن به دست آورده است.

بزرگ‌ترین چالش ربات‌های انسان نمای امروزی، توانایی حفظ تعادل و سرپا ایستادن، به‌خصوص در شرایط ناپایدار است، اما نسخه تازه ربات اطلس (Atlas) شرکت Boston Dynamics نشان می‌دهد که پیشرفت زیادی در این مسیر حاصل‌ شده است.

به گزاش انگجت، "اطلس" رباتی سرپا است، روی دو پا راه می‌رود و نوعی فناوری اعجاب‌آور به شمار می‌رود که می‌توان گفت همه ترسناک و هم البته شگفت‌‌انگیز است. این شرکت رباتیک، تاریخچه‌ای طولانی در تولید ربات‌های شگفتاور دارد و در گوشه و کنار، اخبار مربوط به دستاوردهای آنها را می‌شنویم.

وقتی نسخه‌های آزمایشی و اولیه این ربات در حال رونمایی بود، اتوماسیونی که از طرف دارپا(DARPA) یا سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی، تأمین وجه می‌شد، به شرایطی نیاز داشت تا بتواند این ربات را عملیاتی نماید. در حال حاضر به لطف محققان موسسه شناخت انسان و ماشین فلوریدا (IMHC)، Atlas تقریباً می‌تواند همه‌جا راه برود.

محققان این موسسه، الگوریتم جدیدی برای Atlas طراحی کرده‌اند که به ربات کمک می‌کند تا تعادل خود را حفظ کند و ربات را در مسیرهای دشواری که پیش رو دارد، هدایت می‌کند.

 

 

موسسه شناخت انسان و ماشین فلوریدا (IMHC) خاطرنشان می‌کند که با استفاده از گشتاور زاویه‌ای(جهش در قسمت فوقانی بدن)، توانسته خاصیت بالا رفتن دینامیک از پله را در این ربات فعال کند و بدین ‌وسیله کاری بزرگ و برجسته انجام شده است.

اما شواهد موجود نشان می‌دهد که اطلس دقیقاً با حداکثر سرعت خودش روی بلوک‌ها نمی‌دود. ولی به لطف پژوهش و الگوریتمی که جدیداً توسط محققین طراحی‌شده، سرانجام این ربات و یا هر رباتی که خیلی بزرگ و کمی هم ترسناک است، قادر خواهد بود تا در مناطقی قدم بردارد که برای انسان‌ها ممکن است ناامن باشد.

اما این ربات‌ها، مناطق ناامن را با خیالی آسوده پشت سر خواهند گذاشت. تنها مشکلی که وجود دارد این است که اگر پای این ربات‌ها، به صورتی اشتباه روی بلوک‌ها گذاشته شود، آن موقع ربات تعادل خود را از دست می‌دهد و می‌افتد.

گفتنی است الگوریتم به ‌کاررفته در این فرایند طوری طراحی ‌شده که ربات، به ‌مرور و کم‌کم مهارت بیشتری برای حفظ تعادل پیدا می‌کند و با هر بار سقوط، اشکلات اولیه اصلاح می‌شوند. علاوه بر این، مفاصل پاها نیز با انجام بهینه‌سازی‌های بیشتر، کمک شایانی به دوام بیشتر ربات در این حالت خواهند کرد.

دسترسی رایگان به محتوای کلاس های صنعتی شریف

اولین ربات گاوچران هم در مزرعه شروع به کار کرد


روبات مزرعه‌دار SWagBot
هر زمان درباره روبات‌ها صحبت می‌کنیم؛ به‌طور ناخودآگاه به مکان‌های ایزوله شده یا مکان‌هایی که همیشه مرتب و آراسته هستند، فکر می‌کنیم. طبیعی است فناوری عمدتا در این‌گونه مکان‌ها به فور پیدا می‌شود. اما همان‌گونه که پیش از این بارها به آن اشاره کرده‌ایم، روبات‌ها به مرور زمان به مکان‌های مختلفی وارد خواهند شد. این‌بار روبات‌ها تصمیم گرفته‌اند به مزارع کشاورزان وارد شده و همانند کارگران مزارع به ایفای نقش بپردازند. چه عیبی دارد؟

SwagBot اولین روبات گاوچران جهان قرار است در مزارع و زمین‌های ناهموار استرالیا به کار گرفته شود. او نه تنها این توانایی را دارد تا تعدادی از فعالیت‌های کارگران را انجام ‌دهد، بلکه قادر است این کارها را بدون هیچ‌گونه اشتباهی انجام دهد. SwagBot بیشتر شبیه به یک سگ نگهبان وفادار است. این روبات قادر است به محافظت از گله پرداخته و آن‌ها را به سمتی که باید حرکت کنند هدایت کند.


مطلب پیشنهادی

آیا روبات‌ها برای اعمال موجودیت خود به برخورد فیزیکی نیاز دارند؟

توانایی حمل وسایل سنگین مزرعه در کنار حرکت کردن در کوهستان‌های بروکبک از دیگر قابلیت‌های این روبات به شمار می‌رود. طراحی مکانیکی این روبات به گونه‌ای است که SwagBot حتا می‌تواند از درون چاله‌های آب، مرداب‌ها و حتی موانعی که پیش روی او قرار دارد حرکت کند. به‌طور مثال اگر این روبات در مسیر حرکت خود با یک لبه شیب‌دار برخورد کند این توانایی را دارد تا از روی لبه حرکت کند. در نتیجه برای حرکت در تپه‌ها با مشکل خاصی روبرو نخواهد شد. در برنامه‌ریزی‌های بلندمدت سازندگان این روبات در نظر دارند در گام اول از این شاهکار برای کنترل از راه دور گوسفندان و گله گاوها و در گام دوم برای پرورش اسب‌ها استفاده کنند. مکانیزم‌های ارتباطی و آنتن‌های گیرنده به کار رفته در این روبات به اندازه‌ای قدرتمند هستند که بدون هیچ‌گونه مشکلی به راحتی در زمین‌های دورافتاده کار کرده و به راحتی این روبات را در دسترس مالکان قرار می‌دهند.


مطلب پیشنهادی

قبل از این که روبات‎ها انسان را در مسابقات ورزشی شکست دهند آنها را آزمایش کنید

در مقایسه با دیگر روبات‌های کشاورز، SwagBot از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار بوده است و همین موضوع باعث شده است تا نگاه‌ها را به سمت خود معطوف سازد. این روبات در نهایت به اندازه‌ای از مهارت دست پیدا خواهد کرد که توانایی شناسایی بیماری حیوانات یا زخم‌هایی که برداشته‌اند را نیز خواهد داشت. این‌کار از طریق حس‌گرهای حرارتی، تصویربرداری از نحوه حرکت دام‌ها، کنترل میزان حرارات دمای بدن آن‌ها و راه رفتن آن‌ها به دست خواهد آمد. در حال حاضر دام‌ها در مناطق دورافتاده استرالیا در طول سال یک یا دو بار مورد نظارت و بررسی قرار می‌گیرند. در نتیجه به‌کارگیری SwagBot به معنای حضور دام خواهد بود. در حالی که این روبات در حال حاضر در مرحله آزمایشی قرار دارد، اما دانشمندان اعلام کرده‌اند این روبات آزمایش‌های اولیه را با موفقیت پشت سرگذاشته و به زودی توانایی شناسایی بیماری حیوانات را خواهد داشت.

حال سوال اصلی این است آیا این شروعی بر انقلاب روبات‌ها در حوزه کشاورزی و مزرعه‌داری خواهد بود؟