تستلهم باربرا مازولاي، عالمة الروبوتات في المعهد الإيطالي للتكنولوجيا (IIT) في جنوة، إلهامها من الطبيعة منذ بداية مسيرتها المهنية. وهي تدافع اليوم عن نهج جديد، روبوتات الاستدامة، الذي تم تقديمه في بيان نُشر في يوليو في مجلة Nature Machine Intelligence.
روبوتات مستوحاة من الكائنات الحية
كونها عالمة أحياء بالتعليم، غيرت باربرا مازولاي مسارها المهني بفضل فرصة غير متوقعة، لتصبح إحدى رواد الروبوتات المستوحاة من الأحياء، التي تعتمد على الحلول التي طورتها الكائنات الحية. فقد صممت روبوتات مستوحاة من الأخطبوطات وجذور النباتات وحتى البذور. تقول: «لطالما أذهلتني الكائنات الحية، والتنوع الاستثنائي لحلول الطبيعة، التي تم اختيارها من خلال عملية التطور».
بعد حصولها على الماجستير في علم الأحياء من جامعة بيزا، عملت بدءًا من عام 1999 كمساعدة باحثة لدى باولو داريو، وهو عالم روبوتات معترف به في هذا المجال. بدأت بتطوير أجهزة استشعار، ثم روبوتات مخصصة لمراقبة الهواء والماء والتربة. في عام 2004، ترقت إلى أستاذة مساعدة وشاركت في تصميم روبوت مرن مستوحى من الأخطبوط. تؤكد قائلة: «اقترحناه كنموذج أولي لإطلاق فكرة الروبوتات المرنة: لإثبات أن [الروبوتات] يمكن أن تكون مرنة، وفي نفس الوقت تمارس قوة كبيرة على البيئة، كما يفعل الحيوان».
في عام 2009، أصبحت رئيسة فريق في مركز الروبوتات الدقيقة الحيوية التابع للمعهد الإيطالي للتكنولوجيا، قبل أن تتولى إدارته بعد عامين، بعد إكمالها الدكتوراه في هندسة النظم الدقيقة من جامعة روما تور فيرغاتا.
نموذج الجذور
ثم احتلت النباتات مكانة مهمة في أعمالها. انجذبت مازولاي إلى قدرة الجذور على استكشاف باطن الأرض بكفاءة، وهي قدرة تتخيل نقلها إلى آلات تُستخدم للنمذجة البيئية والزراعة الدقيقة. وفقًا لها، تتقدم الجذور فقط من خلال طرفها الرفيع جدًا، بينما تبقى قاعدتها الأكثر سمكًا ثابتة، مما يقلل بشكل كبير الطاقة اللازمة لاختراق التربة، مقارنةً بمثقاب تقليدي يدفع الهيكل بأكمله من السطح.
لتكرار هذا المبدأ، طور فريقها طابعة ثلاثية الأبعاد مصغرة موضوعة في طرف الروبوت. تقوم بحقن خيط لدن حراري عبر فوهة ساخنة وتبني خلفها جسمًا على شكل ثعبان. كما يحمل الطرف أجهزة استشعار تتيح تجنب العوائق والكشف عن العناصر الغذائية أو الماء في الجوار. وتشير الباحثة إلى أن النباتات تبقى في حركة طوال حياتها: «إنها تنمو حقًا طوال حياتها. إنها تكيّف مورفولوجيتها وسلوكها مع البيئة الخارجية؛ إنها تصلح، وتستشعر، وتتواصل».
روبوتات أكثر استدامة
وفقًا لباربرا مازولاي، تم تصميم العديد من التقنيات الحديثة، بما في ذلك البلاستيك وبطاريات السيارات، مع قليل من التفكير في آثارها على البيئة في نهاية دورة حياتها. وهي ترغب في منع سير مجال الروبوتات على نفس النهج. تقوم روبوتات الاستدامة على ثلاثة أركان: الحد من تأثير الروبوتات على البيئة، وجعلها في متناول أشخاص من جميع البلدان والظروف الاجتماعية والاقتصادية، وضمان أن تكون «تعايشية»، أي مفيدة لكل من البشر والطبيعة.
عمليًا، تقترح دمج مفهوم دورة الحياة في تصميم الروبوتات، بحيث يمكن، في نهاية استخدامها، إعادة استخدام هذه الآلات أو إعادة تدويرها أو تحللها حيويًا. وتقول إنها مقتنعة بأن الوسائل موجودة لتحقيق ذلك وأن هذه الرؤية ستلهم علماء الروبوتات المستقبليين. وتختتم قائلة: «هناك شباب يريدون حقًا العمل في هذا المجال، لأنه المستقبل، مستقبلهم». في مواجهة تهديد التدهور البيئي، «يريدون تطوير شيء يمكن أن يساعد».
