به گزارش خبرنگار مهر، به تازگی پژوهشی در دانشگاه خوارزمی با عنوان طراحی و تعمیم عملکرد هوشمند تغییر رنگ بلادرنگ آفتاب پرست انجام شد که هدف آن به گفته مهندس سهند علیزاده، محقق این طرح؛ کاربردهای مختلف آن در حوزه های گوناگون است؛ می تواند در بحث نظامی به کار رود. می تواند در لباس های پوششی، زیباسازی شهری و حتی صنایع خودروسازی استفاده شود و البته در موضوعات هنری.
علیزاده می گوید: اگر از مکانیزم انعکاس نور همانند پوست بدن آفتاب پرست استفاده شود میتواند در تنظیم دمای داخل ساختمان‌ها، کابین ماشین‌ها و سایر موارد مشابه به کار رود.
این پژوهش با راهنمایی دکتر کیوان برنا عضو هیئت علمی دانشگاه خوارزمی انجام شده است.
سهند علیزاده در گفتگو با خبرنگار مهر با اشاره به ویژگی های خاص آفتاب پرستها می‌گوید: آفتاب پرست ها جزو خزندگان محسوب می‌شوند، با ویژگی های بارز.
سه ویژگی منحصر به فرد
این محقق در ادامه به سه ویژگی شاخص آفتاب پرستها اشاره می‌کند و می‌گوید: یکی از اساسی‌ترین ویژگی های آفتاب پرستها که عمدتا آنها را با این ویژگی میشناسیم، تغییر رنگ است که میتوانند خود را به سادگی با محیط پیرامون هم‌رنگ کنند.
وی می‌افزاید: ویژگی دیگر مکانیزم بینایی آنها است. در واقع آفتاب پرستها از زاویه دید ۳۶۰ درجه برخوردار هستند، برخلاف انسان‌ها که زاویه دید محدود بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ درجه دارند.
علیزاده ادامه می دهد: آنها با بهره گیری از این ویژگی و چرخش چشمان خود قادرند هر لحظه هر دو جهت جلو و عقب را به طور کامل مشاهده نمایند و با این ویژگی هیچ چیز از دید آنها مخفی نخواهد ماند.
این محقق در ادامه می گوید: چشمان آفتاب پرست قدرت مانور و دقت تفکیک پذیری بسیار بالایی دارد و میتواند در آن واحد دو نقطه مختلف را مورد تمرکز قرار دهد. در واقع اگرچه آفتاب پرست از یک مغز واحد بهره می‌برد اما نحوه پردازش و همچنین عملکرد چشمان چرخان و مستقل آن طوری است که میتواند بر روی دو شی مختلف و متمایز از هم در یک لحظه تمرکز نموده و دو تصویر را به طور همزمان تحلیل کند.
وی در رابطه با ویژگی بینایی آفتاب پرست در لحظه شکار می‌افزاید: مکانیزم بینایی آفتاب پرست در لحظه شکار فرق کرده و برای بالا بردن درک عمق میدان و برآورد فاصله دقیق خود از طعمه چشم‌های خود را در یک راستا متمرکز کرده و روی سوژه کاملا قفل می‌کند.
وی با اشاره به ویژگی سوم و منحصر به فرد آفتاب پرست به زبان بالستیک آن اشاره می‌کند و می افزاید: آفتاب پرست با بهره‌گیری از این زبان بالستیک میتواند موجودات دیگر را به راحتی شکار کند.
علیزاده با اشاره به دیگر ویژگیهای زبان آفتاب پرست می گوید: این زبان بالستیک یک و نیم تا دو برابر طول بدن آفتاب پرستهاست و آنها میتوانند طعمه را در کسری از ثانیه تا فاصله دو برابر طول بدن خود بدون اینکه از جایشان تکان بخورند با زبانشان اسیر کنند؛ در واقع برخلاف تصور رایج زبان آفتاب پرستها چسبناک نبوده و شکار طعمه را به وسیله عمل مکش بسیار قوی توسط زبانشان انجام می‌دهند و هر چه زبانشان بزرگتر و عضله آن قوی‌تر باشد طعمه‌های بزرگتری را میتوانند شکار کنند.
تنوع و زیستگاه اصلی آفتاب پرست و نحوه تغییر رنگ
علیزاده با اشاره به زیستگاه اصلی این خزنده ادامه می دهد: محل زندگی بیشتر آفتاب پرستها شرق و جنوب آفریقا و جزیره ماداگاسکار است که از حدود ۱۷۰ گونه شناخته شده در جهان، بیش از نیمی از آنها در این مناطق زندگی می کنند.
وی می گوید: در ایران هم آفتاب پرستهای بومی داریم اما تعداد و تنوعشان محدود است.
این محقق ادامه می دهد: بزرگترین گونه آفتاب پرست ۶۸.۵ سانتی متر طول دارد، از سوی دیگر کوچکترین نمونه آن، تنها ۱۵ میلی‌متر است که کوچکترین خزنده سیاره ما نیز محسوب می‌شود.
وی تاکید می کند: برعکس عقاید متداول آفتاب پرستها صرفا به خاطر استتار تغییر رنگ نمی‌دهند؛ در واقع تغییر رنگ آنها علاوه بر این ممکن است برای برقراری ارتباط و ارسال علائم و تغییر دمای بدنشان و نشان دادن رفتار و روحیاتشان مانند عصبانیت باشد. با این حال نمی‌توان ویژگی مهم استتار و قابلیت هم‌رنگ شدن با محیط پیرامون را در آنها نادیده گرفت. بلکه این شکارچی خبره برای استفاده موثر از دو مکانیزم بینایی و پرتاب زبانش برای شکار طعمه باید استاد تغییر چهره و استتار نیز باشد تا بدین طریق علاوه بر اینکه خود را از دید طعمه در حال شکارش مخفی نگه دارد، بتواند خود را از خطر شکارچیان مختلف در محیط پیرامون نظیر مارها نیز در امان نگه دارد.
علیزاده در ادامه با اشاره به دامنه تغییر رنگ آفتاب پرستها می گوید: بسیاری از آفتاب پرستها تغییر رنگ می دهند که این تغییر معمولا از قهوه ای به سبز است اما اغلب آنها میتوانند هر رنگی را به خود بگیرند.
وی توضیح می دهد: آفتاب پرستها به مبتکرانه‌ترین شکل تغییر رنگ می‌دهند. در واقع پوست آفتاب پرست از چهار لایه کلی تشکیل شده است که حاوی رنگ دانه‌های اصلی به خصوصی هستند. تغییر رنگ با مکانیزم شیمیایی باعث ایجاد انبساط و انقباض دریچه‌هایی در این لایه‌ها در داخل پوست می‌شود تا رنگ‌های مختلفی را نمایان سازد. علاوه بر این‌ها مقدار باز و بسته بودن این دریچه‌ها و میزان فشردگی لایه‌ها در سطح‌های مختلف، رنگ‌هایی با طول موج‌های متنوع پدید می‌آورد. در واقع این عملکرد باعث انعکاس و بازتاب نور ساطع شده از محیط و پدیدار گشتن رنگ‌های مختلف بر روی پوست آفتاب پرست و تغییر رنگ دلخواه آن می‌شود.
علیزاده در ادامه می گوید: برخلاف بینایی، محدوده شنوایی آنها بسیار کمتر از انسان است و می‌توان گفت در این زمینه عملکرد ضعیفی دارند. در واقع مکانیزم بینایی بسیار قوی آنها این ضعف را جبران کرده است و حتی میتوانند با حس بینایی‌شان اشعه ماورای بنفش را ببینند و طول موج‌هایی از امواج الکترومغناطیس را که در محدوده نور مرئی نیستند را دریافت کنند و همچنین با این ویژگی بینایی هم‌نوعان خود را که در بین برگ‌های به هم تنیده و هم‌رنگ با آنها هستند را پیدا کند.
شبیه‌سازی هوشمند تغییر رنگ آفتاب پرست
پژوهشگر تحقیق طراحی و تعمیم عملکرد هوشمند تغییر رنگ بلادرنگ آفتاب پرست با اشاره به هدف‌ها و دستاوردهای این پژوهش می گوید: اساسی‌ترین هدف این تحقیق دانش بنیان بررسی ساختار و مکانیزم آفتاب پرست از نظر نحوه تغییر رنگ و تعمیم آن به مکانیزم‌های الکترونیکی و سخت‌افزار از طریق هوش مصنوعی، الکترونیک و نرم‌افزار بوده است.
علیزاده می افزاید: از دستاوردهای مهم تحقیق می‌توان به نحوه عملکرد سیستم شبیه‌سازی شده در سطح آزمایشگاهی اشاره کرد. همچنین طراحی نرم افزار و پیاده‌سازی سخت افزار جامع که توانایی ایجاد قابلیت‌های مختلف را برای سیستم شبیه‌سازی شده فراهم نماید از ویژگیهای دیگر و مهم این تحقیق به شمار می‌رود.
وی توضیح می دهد: در واقع سمت و سوی این تحقیق با توجه به ماهیت موضوعی آن میان رشته‌ای بوده و کنش‌های متفاوتی را در علوم مختلف ایجاد می‌کند. با این حال در این تحقیق اولین و اصلی‌ترین هدف، بررسی نحوه تغییر رنگ این موجود خارق‌العاده و شبیه‌سازی آن به وسیله تجهیزات الکترونیکی و سخت‌افزار از طریق هوش مصنوعی و نرم‌افزار بوده است. بنابراین برای نایل شدن به این امر در طول تحقیق گاها از راهکارهای ابتکاری و علمی بهره‌گیری شده است.
این محقق در رابطه با پیشینه پژوهش می افزاید: این تحقیق جزو اولین‌های پژوهش در حوزه هوش مصنوعی برای جهان علم و نیز اولین و پایه‌ای‌ترین پژوهش در کشور ایران است.
علیزاده با بیان اینکه ما هنوز نتوانسته‌ایم به رمز و رازهای دنیای آفتاب پرستها پی ببریم می‌گوید: آفتاب پرستها با توجه به میلیون‌ها نورون و سیناپسی که در مغز خود دارند میتوانند تصاویر دریافتی از محیط را تجزیه و تحلیل کرده و نتایج آن را به صورت ارادی در تغییر رنگ بدن خود به نمایش بگذارند. اما این ساختار بیولوژیکی بسیار پیچیده بوده و هنوز دنیای علم نتوانسته پرده از رازهای نهان آن بردارد. بنابراین ما برای شبیه‌سازی ساختار این سیستم پیچیده بیولوژیکی با طراحی و ارائه یک الگوریتم ابتکاری در حوزه پردازش تصویر دیجیتال و بینایی ماشین که از زیر مجموعه‌های پایه‌ای هوش مصنوعی هستند بهره جستیم تا بتوانیم عملکردی نزدیک به این موجود شگفت انگیز را در سطح آزمایشگاهی به دست آوریم.
این پژوهشگر با بیان اینکه این تحقیق دو سال زمان مطالعاتی در بر داشته است، می‌افزاید: در این تحقیق از سنسورهایی برای شناسایی محیط و همچنین مرکز پردازشی با بهره‌گیری از هوش مصنوعی برای تحلیل داده‌های دریافت شده توسط سنسورها و همچنین نمایشگری که بتواند داده‌های خروجی را از طریق رنگ‌ها برای ما به نمایش در بیاورد و در آخر مدارهای واسط و نرم افزارهایی که بتواند این رشته فرایندها و سلسله مراتب را به ترتیب انجام دهد استفاده کردیم.
