ابتكار جهاز إلكتروني ذكي مستوحى من آلية اصطياد الفريسة لنبات نيناء الزهرة

فريق بحثي بقيادة كلية الهندسة في جامعة العلوم والتكنولوجيا بهونج كونج قام بتطوير جهاز إلكتروني ذكي قائم على المعادن السائلة، يحاكي آلية اصطياد الفريسة الذكية لنبات نيناء الزهرة. يعرض هذا الجهاز خصائص الذاكرة والعد، ويستطيع الاستجابة بذكاء لتسلسلات مختلفة من المحفزات دون الحاجة إلى مكونات إلكترونية إضافية. توفر الاستراتيجيات الذكية وآليات المنطق في الجهاز منظوراً جديداً لفهم “الذكاء” في الطبيعة وتقدم إلهاماً لتطوير “الذكاء المتجسد”.

تتميز آلية اصطياد الفريسة لنبات نيناء الزهرة بأنها موضوع بحثي مثير للاهتمام في مجال الذكاء البيولوجي. تسمح هذه الآلية للنبات بالتمييز بفعالية بين مختلف المحفزات الخارجية مثل اللمسة المفردة والمزدوجة، وبالتالي التمييز بين الاضطرابات البيئية كقطرات المطر (لمسة مفردة) والحشرات (لمسة مزدوجة)، مما يضمن نجاح اصطياد الفريسة. يُعزى هذا الوظيفي بشكل أساسي إلى الشعيرات الحسية على النباتات الآكلة للحوم، والتي تُظهر ميزات تشبه الذاكرة والعد، مما يمكنها من إدراك المحفزات وتوليد جهود كهربائية وتذكر المحفزات لفترة من الوقت.

إلهاماً من نموذج تراكم/تفكك الإشارات الكهربائية الداخلية لنبات نيناء الزهرة، اقترح البروفيسور شين ياجينج، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الإلكترونية والحاسوبية في جامعة العلوم والتكنولوجيا بهونج كونج والذي قاد البحث، بالتعاون مع طالبته الدكتوراه السابقة في جامعة مدينة هونج كونج، الدكتورة يانج يوانييون والآن أستاذة مشاركة في جامعة شيامن، وحدة منطقية قائمة على المعادن السائلة (LLM) استناداً إلى تشوه الامتداد/الانكماش للأسلاك المعدنية السائلة. يستخدم الجهاز أسلاك المعادن السائلة في محلول هيدروكسيد الصوديوم كوسط موصل، ويتحكم في طول أسلاك المعادن السائلة استناداً إلى التأثيرات الكهروكيميائية، مما ينظم إخراج الكاثود وفقًا للمحفزات المطبقة على الأنود والبوابة. أظهرت نتائج البحث أن وحدة LLM نفسها يمكنها تذكر مدة وفاصل المحفزات الكهربائية، واحتساب تراكم الإشارات من محفزات متعددة، وإظهار وظائف منطقية كبيرة مشابهة لتلك الموجودة في نبات نيناء الزهرة.

للتوضيح، قام البروفيسور شين والدكتورة يانج ببناء نظام صناعي لنيناء الزهرة يتضمن جهاز اتخاذ القرار الذكي LLM، وشعيرات استشعار قائمة على المفاتيح، وُمشغل كهربائي لين قائم على البتلات، مما أدى إلى إعادة إنشاء عملية اصطياد الفريسة لنيناء الزهرة. علاوة على ذلك، أبرزوا التطبيقات المحتملة لوحدة LLM في تكامل الدائرة الوظيفية، والترشيح، والشبكات العصبية الصناعية، وغير ذلك. لا يقدم عملهم فقط رؤى في محاكاة السلوكيات الذكية في النباتات، ولكن أيضًا مرجعًا موثوقًا لتطوير أجهزة محاكاة الإشارات البيولوجية والنظم الذكية المستوحاة من الحياة.

“عندما يذكر الناس ‘الذكاء الاصطناعي’، فإنهم عادةً ما يفكرون في الذكاء الذي يحاكي أنظمة الأعصاب الحيوانية. ومع ذلك، في الطبيعة، يمكن للعديد من النباتات أيضًا إظهار الذكاء من خلال مزيج محدد من المواد والتراكيب. يوفر البحث في هذا الاتجاه منظورًا وأسلوبًا جديدًا لفهم ‘الذكاء’ في الطبيعة وبناء ‘الذكاء الشبيه بالحياة’،” كما قال البروفيسور شين.

“قبل سنوات عديدة، عندما كانت الدكتورة يانج لا تزال تتابع برنامج الدكتوراه في مجموعة بحثي، ناقشنا فكرة بناء كيانات ذكية مستوحاة من النباتات معًا. من المرضي أنه بعد سنوات من الجهود، تم تحقيق التحقق المفاهيمي ومحاكاة ذكاء نيناء الزهرة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذا العمل لا يزال نسبيًا أوليًا.

 هذا المحتوى تم باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي