ایران، باستان‌ شناسی‌ دریایی و فناوری ؛ ربات آبزی

به گزارش مارین نیوز، طبق برآورد سازمان علمی، فرهنگی و تربیتی ملل متحد -یونسکو- بیش از 3 میلیون مغروقه بر بستر اقیانوس‌ها در سراسر جهان پراکنده است و بنا به گفته جیمز پی دلگادو (James p Delgado) – باستان‌شناس‌دریایی و یکی از مدیران ارشد اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده آمریکا- مغروقه‌هایی که تا کنون از سراسر آب‌های جهان بازیابی شده‌اند تنها کمتر از 10 درصد کل جمعیت مغروقه‌ها  در جهان را تشکیل می‌د‌هند و هر فناوری که ما را قادر به کشف دقیق‌تر مغروقه‌ها کند یک گام در مسیری درست است. 

در سال 1942 دستگاه اسکوبا (دستگاه تنفس مصنوعی در زیرآب-SCUBA) توسط افسر نیروی‌دریایی فرانسه؛ ژاک ایو کوستو (Jacques-Yves Cousteau) و مهندس ایمل گاگنان (Émile Gagnan) اختراع گردید.  این سیستم به کاوش‌گران این اجازه را می‌داد تا در سراسر محوطههای باستانی در زیرآب آزادنه حرکت کنند بدون این‌که بخواهند چیزی را لمس کنند. با اختراع این سیستم انقلاب بزرگی در دنیای غواصی به وقوع پیوست و رشته‌های علمی بسیاری را تحت تاثیر خود قرار داد. چند سال پس از اختراع این دستگاه در سال 1960 جرج فلچر باس(George Fletcher Bass)- مشهور به پدر باستان‌شناسی‌زیرآب مدرن- موفق شد برای نخستین‌بار با استفاده از استانداردهای کاوش بر روی زمین بقایا و محتویات کشتی‌غرق شده کاپه گالیدونیا (cape gelidonya) مربوط به عصر مفرغ را به طور کامل از بستر دریای مدیترانه در پیرامون ترکیه، بازیابی کند. به مرور زمان، به سبب پژوهش در محیط‌های‌دریایی و مطابقت نداشتن شرایط بدنی انسان با زمان و عمق در زیر آب، پژوهش‌گران دریافتند که برای پیش‌برد اهدافشان باید از آخرین دستاوردهای فناوری در زمینه صنایع‌دریایی بهره بگیرند. در هیمن راستا دانشمندان برای کشف مواد فرهنگی در ژرفای دریاها و اقیانوس‌های کرۀ زمین از وسایلی مانند: مغناطیس‌سنج (مگنتومتر-Magnetometer)، ساید اسکن‌سونار(side scan sonar)، لایدار (LiDAR)، زیردریایی‌هایی‌علمی، پايشگر زيرآبي (ROV)، متحرک‌زیرسطحی‌خود کنترل شونده (AUV) و اخیراً از ربات انسان‌نمای غواص موسوم به OceanOne و تصاویر رنگی ماهواره لندست8 (landsat 8) بهره گرفتند. 

ایران از جمله کشورهایی است که از خطوط ساحلی طولانی برخوردار است و علاوه بر این‌که از شمال و جنوب به دریا منتهی می‌شود، دارای رودخانه‌ها و دریاچه‌های کوچک و بزرگ متعدد نیز می‌باشد، در حاشیه و درون این بدنه‌های آبی  مواد فرهنگی وجود دارد که نشان از تعامل بشر با دریاها در طول ادوار مختلف است و گواه این ادعا کشف ده‌ها شناور غرق شده باستانی و وسایل مرتبط به آن‌ها مانند: لنگر، قسمتی از محموله‌‌ و غیره در حاشیه و درون آب‌های سرزمینی ایران می‌باشد، نیاز به رمزگشایی این مواد فرهنگی ما را اجبار به استفاده از فناوری‌های مدرن دریایی می‌کند، در هیمن رابطه اخیرا آرش احمدی‌نیا یکی از دانشجویان کارشناسی‌ارشد رشته مکاترونیک و سرپرست تیم رباتیک واحد علوم و تحقیقات موفق به طراحی و ساخت یک ربات آبزی شده که می‌تواند ظرفیت‌های قابل توجهی را برای کشف و نمونه برداری از مواد فرهنگی در بستر آب‌های سرزمینی ایران داشته باشد از همین رو خبرنگار حوزه علمی مارین‌نیوز به سراغ آرش احمدی‌نیا و دکتر حسین توفیقیان رفت تا از کم و کیف این ربات آبزی اطلاعات بیشتری کسب کند : 

آرش احمدی نیا: طراحی ربات آبزی از الگوریتم جاندار لابستر( خرچنگ آمریکایی ) الهام گرفته شده است که شامل یک دم انتهایی، سه مفصلی است که نیروی پیشران را برای ربات ایجاد می‌کند و با حرکت عمودی این بخش ربات به سمت جلو حرکت نموده و با تغییر زاویه دم خود قادر به حرکت در جهت های مختلف است. ربات لابستر دارای هشت پای مکاترونیکی است که به کاربر این امکان را می دهد تا در بستر دریاها نیز به آنالیز محیط بپردازد.

از مهمترین ویژگی این ربات نسبت به ربات‌های آبزی دیگر، از جمله ماهی‌ها و کوسه‌ها و... می‌توان به استفاده از دو بازوی مکاترونیکی دارای دو درجه آزادیست که می‌تواند توسط پنجه‌های خود در محیط فعالیت به نمونه‌برداری و تجسس بپردازد، اشاره نمود. 

آرش احمدی نیا: همان طور که شما استحضار دارید پروژه ساخت ربات لابستر در مرحله‌ی ساخت نمونه نیمه صنعتی را پشت سر گذاشته است و در مرحله ی طراحی و ساخت نمونه صنعتی قرار دارد لذا با توجه به آنالیز های انجام شده پیش‌بینی می‌شود ربات لابستر در ابعاد صنعتی قادر به حرکت در عمق 130 متری خواهد بود و با توجه به بهینه سازی مصرف انرژی در ربات و استفاده از موتورهای سروو با جریان‌کشی پایین، ربات قادر است 48 ساعت با نهایت سرعت و فاز عملیاتی خود دستورات کاربر را در زمینه ی تجسس انجام دهد سپس با شارژ مجدد دوباره این روند ادامه یابد.

آرش احمدی نیا: همان طور که در صحبت‌های  خود اشاره کرده بودم ربات لابستر دارای دو بازوی مکاترونیکی است که توسط این بازو ها قادر خواهد بود که اشیاء زیر دریا را جابه جا نموده و از آنها تصویر برداری و نمونه برداری کند که این امر خود دارای محدودیت‌هایی از جمله سایز اشیاء، وزن اشیاء، نحوه نمونه برداری و... است که با طراحی بخش های مختلف ربات رابطه‌ی مستقیم خواهد داشت. 

آرش احمدی نیا: طبیعتا عواملی همچون نوع سیال محیط فعالیت و عمق سیال در عملکرد هر وسیله‌ی مکاترونیکی که در زیر دریا، اهدافی را دنبال می‌کند که حائز اهمیت است و در ربات لابستر نیز چرب و کدر بودن آب، در نوع تصویر برداری و کیفیت آن تاثیر خواهد داشت و همان طور که اطلاع دارید با افزایش عمق، فشار سیال نیز افزایش می‌یابد و به دلیل اختلاف فشار بین فضای داخلی ربات و محیط سیال تاثیرات زیادی بر نحوه‌ی عملکرد دُم انتهایی ربات، خمش و تنش بدنه و ساختار آن و افزایش میزان مصرف انرژی ربات و ... خواهد داشت. 

آرش احمدی‌نیا: ربات لابستر با توجه به تغییر عمق و مانور بالا در حرکت و تصویر برداری از محیط فعالیت خود می تواند به تجسس در عمق دریاها به منظور باستان شناسی دریایی بپردازد و علاوه بر آن دارای دو ویژگی برجسته تر نسبت به نمونه ربات های زیردریایی است که می توان به حرکت در بستر دریا توسط پاهای خود و دیگری وجود دو بازوی مکاترونیکی با دو درجه آزادیست که توسط آن کاربر قادر به گرفتن و یا جابه جا کردن و نمونه برداری از محیط فعالیت خود خواهد بود که ویژگی های بیان شده کاربرد ربات لابستر را در زمینه های مختلفی افزایش داده است و می توان گفت که با کمی تغییرات در ساختار و نوع سنسورهای ربات لابستر می‌توان در باستان شناسی دریایی مفید ظاهر شود.

پس از اطلاع یافتن از کم و کیف ربات آبزی، خبرنگار حوزه علمی مارین نیوز به سراغ دکتر حسین توفیقیان مدیر گروه باستان‌شناسی زیرآب پژوهشکده باستان‌شناسی پژوهشگاه میراث فرهنگی سازمان میراث فرهنگی، صنایع دستی و گردشگری کشور رفت تا با توجه به محوطه‌های‌باستان‌شناختی‌دریایی موجود در آب‌های سرزمینی ایران، از نیاز این حوزه پژوهشی به فناورهای روز صنایع دریایی آگاهی یابد. 

حسین توفیقیان: درحال حاضر در پیرامون کرانه‌های جنوبی دریای‌کاسپی محوطه‌های باستان‌شناختی‌دریایی  شناسایی شده که از آن جمله می‌توان به بقایای دیوار گرگان و تمیشه در خلیج‌گرگان، کشتی‌های غرق شده زاغمرز، رودسر، لاهیجان و قروق در تالش و در قسمت شمالی خلیج‌فارس می‌توان به محوطه‌هایی پیرامون بندر سیراف، بندر ریگ، سواحل جنوبی شبه جزیره بوشهر، بندر تاریخی نایبند و غیره اشاره نمود که در حال حاضر مشغول آماده سازی پرونده ثبتی برای برخی از این محوطه‌ها می‌باشیم. 

حسین توفیقیان: باستان شناسی زیر آب به‌عنوان رشته ای جوان اما جذاب، نیازمند کاربرد نیروهای متخصص و ابزار به روز و کارامد در مطالعات آتی است. برای تحقق اهداف مطالعات باستان شناسی زیر آب کاربرد تجهیزات سنجش از سطح ضرورتی انکارناپذیر است. اگرچه امروزه ابزار کارآمدی در مراکز علمی خارج از کشور ساخته شده و در دسترس محققین قرار دارد، اما استفاده از ظرفیت های داخل کشور و بهره مندی از دانش طراحی محققین جوان داخلی ، پاسخگوی نیاز باستان شناسی زیر آب کشور خواهد بود. در این راستا طراحی و ساخت ربات آبزی توسط دانشمندان و محققین ایران اسلامی میتواند زمینه مطالعات گسترده باستان شناسی زیر آب در خلیج فارس و سایر بسترهایی مطالعات زیر آب را فراهم سازد.بدیهی است این تجهیزات می‌بایست ضمن قدرت بالای عملیاتی در محیط دشوار زیر آب، قادر به ثبت و ضبط مطلوب تصاویر زیر اب بوده و امکان دسترسی به مواد فرهنگی زیر آب بوسیله بازوهای  مکانیکی را مهیا سازد. 

در پایان این حقیر موافق حمایت از استعدادهای  داخل کشور و تعامل بیشتر بین مراکز پژوهشی مانند پژوهشگاه میراث فرهنگی و مراکز علمی و طراحی در حوزه ربات های پژوهش و بررسی در زیر آب هستم.

بر اساس پژوهش‌های خبرنگار علمی‌مارین نیوز و به نقل از جولیان یانسن فن رنسبورگ (Julian Jansen Van Rensburg) و همکارانش که چند سال‌ پیش در خلیج گرگان بررسی‌هایی را در زیرآب به عمل آوردند: «نیاز به فناورهایی مانند سونار (SONAR) و مغناطیس‌سنج (Magnetometer) برای بررسی‌های آینده در این ناحیه حس می‌شودRensburg and et al:2013))» که این فناوری نیز می‌تواند در کنار سایر فناوری‌ها به ایفای نقش موثر بپردازد.