علماء يطورون "أدمغة" صغيرة تمكن الروبوتات من الإحساس بالألم
٢٢ أكتوبر ٢٠٢٠
باستخدام نهج مستوحى من الدماغ البشري، طور علماء من جامعة نانيانغ التكنولوجية بسنغافورة آلية جديدة تسمح للروبوتات بالإحساس بالألم وإصلاح ذاتها عند التلف.
إعلان
طور باحثون في جامعة نانيانغ للتكنولوجيا بسنغافورة نظاماً جديداً يسمح للروبوتات بالشعور بالألم، وعملوا على تزويدها بنظام معالجة الإشارات الموضعية، باعتماد تقنية مستوحاة من مستقبلات الألم البيولوجية. وعمل الباحثون على صناعة جلد ذكي جديد مصمم خصيصاً لمنح الروبوتات إحساساً مشابهاً بإحساس البشر.
وحسب مجلة "فوتور سايانس" العلمية فقد استندت الأبحاث السابقة حول الأحاسيس اللمسية على المعالجة المركزية، مع أسلاك معقدة تربط أجهزة الاستشعار بـ "دماغ" اصطناعي. أما النهج الجديد الذي اعتمده علماء الجامعة السنغافورية التكنولوجية، فيتميز بأنه غير مركزي، حيث تعتمد معالجة الإشارات المحلية على الذكاء الاصطناعي. والنتيجة نقص كمية الأسلاك وتسريع تفاعل الروبوت.
وفي بيان نشرته الجامعة السنغافورية على موقعها الرسمي، أوضحت أن النظام المتوصل إليه من قبل علمائها يحتوي على عُقد استشعار مدعمة بالذكاء الاصطناعي لمعالجة "الألم" الناشئ عن ضغط قوة جسدية والاستجابة لها. كما يسمح النظام أيضاً للإنسان الآلي باكتشاف وإصلاح الأضرار الخاصة به عند "الإصابة" الطفيفة دون الحاجة إلى تدخل بشري.
كما أوضح بلاغ الجامعة التكنولوجية الرائدة أن نظام علمائها الجديد يدمج الذكاء الاصطناعي في شبكة عقد الاستشعار المتصلة بوحدات معالجة متعددة صغيرة أقل عدداً، تعمل مثل "أدمغة مصغرة" موزعة على الجلد الآلي. وأوضح العلماء المشاركون في الاختراع الجديد حسب بيان الجامعة أن هذا يعني أن الإحساس لدى الروبوت يحدث موضعياً وأن متطلبات الأسلاك ووقت الاستجابة للروبوت تقل من خمسة إلى عشرة أضعاف مقارنة بالروبوتات التقليدية.
وفي هذا السياق أوضح أريندام باسو، عالم ضمن فريق العمل، في تصريحات تضمنها البلاغ الرسمي للجامعة: "لكي تعمل الروبوتات مع البشر يوماً ما، من الضروري ضمان تفاعلها معنا بأمان. ولهذا السبب عملنا على إضافة خاصية الشعور بالألم لخاصيات الروبوتاتالجديدة، بالإضافة إلى إمكانية التفاعل معه"، حسب قوله.
وأضاف العالم الخبير في الحوسبة العصبية: "لقد أبرز عملنا جدوى نظام آلي قادر على معالجة المعلومات بكفاءة مع الحد الأدنى من الأسلاك والدوائر. من خلال تقليل عدد المكونات الإلكترونية المطلوبة، وهو ما سيساعد في تسريع اعتماد جيل جديد من الروبوتات في السوق".
ويضيف بيان الجامعة أن التجارب التي أجراها الفريق أكدت أن الروبوت تعلم كيفية الاستجابة للإصابة وقت حدوثها. كما أكدوا أن الروبوت استمر في الاستجابة للضغط حتى بعد الإصابة، مما يثبت متانة النظام. موضحين أنه عند إصابته "بقطع من جسم حاد، يفقد الروبوت بسرعة الوظيفة الميكانيكية. لكن الجزيئات الموجودة في هلام الأيونات ذاتية الشفاء تبدأ في التفاعل، مما يساعد الروبوت تضميد جرحه واستعادة وظيفته مع الحفاظ على استجابة عالية دون تدخل بشري".
م.ب
ربوتات لمواجهة الكوارث وأخطارها
شهدت بلدة بيرشتسغاردن الألمانية تنظيم معرض للروبوتات المتخصصة في إخماد الحرائق ومواجهة الكوارث. و تعمل هذه الآلات بتقنياتها العالية على السيطرة على الحوادث الخطيرة والحد من خسائرها.
صورة من: DW/F. Schmidt
ربوتات بقدرات خارقة
هذا الروبوت يتميز بدقة عالية في إخماد الحرائق باستخدام خرطوم المياه. ولكنه يستطيع أكثر من ذلك، حيث تعمل كاميرا التصوير الحراري على كشف مكان النيران والجدران المشقوقة في البناء. وبالإضافة إلى ذلك تعمل أجهزة الاستشعار للروبوت على قياس جودة الهواء. ويعتبر معرض بيرشتسغاردن 2013 مناسبة لعرض هذا النوع من الروبوتات وإبراز قدراتها وإمكانية استخدامها للحماية من الكوارث والحد من أخطارها.
صورة من: DW/F. Schmidt
الروبوت للحد من الحوادث الكيماوية
تستدعي الحوادث الكيماوية ردة فعل سريعة لمنع تسرب المواد الملوثة إلى الهواء، مثلا عن طريق إغلاق الصمامات بسرعة. وهذه هي المهمة التي يقوم بها هذا الروبوت. وهي مهمة سهلة نسبيا، لأن الصمامات يمكن الوصول إليها بسهولة وهي مرئية من الخارج.
صورة من: DW/F. Schmidt
إغلاق الصمامات
هكذا يمكن للروبوت أن يعمل من الخارج بشكل جيد وسهل. صمامات الإغاثة استخدمت لعدة مرات، وبالتالي يسهل إغلاقها بسرعة. ولكن في حال وقوع حادث في مصنع قديم، فستكون الأمور مختلفة تماما.
صورة من: DW/F. Schmidt
التحكم عن بعد
يتم توجيه معظم الروبوتات عن طريق أجهزة التحكم عن بعد. وبعض الروبوتات تسهل مهمة العاملين من خلال القيام ببعض المهام بشكل أوتوماتيكي. وكل هذا يتطلب تركيزا ودقة ومهنية كبيرة من العمال الذين يحركون الروبوتات.
صورة من: DW/F. Schmidt
روبوتات لجمع المواد الكيماوية
ما يبدو مهمة سهلة بالنسبة للبشر، يعتبر تحديا حقيقيا للروبوتات. فحمل وعاء كيميائي يزن خمسة كيلوغرامات من شاحنة محطمة ووضعه في مكان آمن، مهمة ليست سهلة دائما. بيد أن هذا الروبوت نجح في إتمامها، حيث تمكن من وضع الوعاء المحمل لمواد كيميائية في البرميل الأزرق.
صورة من: DW/F. Schmidt
نقل آمن للمواد الكيماوية
ويجب تغطية البراميل لضمان نقل آمن للمواد الكيماوية. لكن الشخص الذي يشغل الروبوت لم يتمكن من رؤية ذلك، فالمسافة بعيدة والضوء خافت. وعلى الصورة مثلا، يظهر أن الغطاء وضع بطريقة خاطئة.
صورة من: DW/F. Schmidt
التحكم عن طريق أجهزة الاستشعار
هذا قفاز عن بعد، يتحكم في قابض الروبوت. وهو مجهز بأجهزة الاستشعار التي تكشف تحركات اليد. وبعدها يتم نقل هذه الأوامر إلى يد الروبوت. ولكن أيدي الروبوت لها في هذه الحالة أصبعين وأجهزة استشعار تم تثبيتها أيضا في أصبعين من القفازات.
صورة من: DW/F. Schmidt
العديد من المهام في وقت واحد
على الرغم من أن مشغلي الروبوتات يظهرون في حالة معنوية جيدة، إلا أن السيطرة على الروبوت عملية معقدة. فعلى المشغلين ليس فقط التحكم في يد الروبوت، بل والتحكم أيضا عن بعد في الذراع الطويلة وغيرها من أجزاء الروبوت. وأي خطأ صغير قد يطيح بالجهد كله.
صورة من: DW/F. Schmidt
حتى لا ينقطع الاتصال اللاسلكي
بعد الزلزال يمكن للروبوتات استكشاف الوضع داخل المباني المهددة بالسقوط. ولكن في المباني الخرسانية يمكن للإتصال اللاسلكي أن ينقطع وبسهولة بين قاعدة التحكم والروبوت. والحل لهذه المشكلة تقدمه الروبوتات الصغيرة التي تقتفي أثر الروبوت الرئيسي وهي مجهزة بجهاز لإرسال وتلقي البيانات.
صورة من: DW/F. Schmidt
بطارية احتياطية
إذا وصل الروبوت إلى منطقة معزولة، يمكن إمداده من طائرة هيلكوبتر بهذه الحقيبة المجهزة ببطارية احتياطية تعمل لمدة يوم واحد لضمان الاتصال مع الروبوت.
صورة من: DW/F. Schmidt
لعبة الروبوتات
على الرغم من أن الروبوتات المختصة في مواجهة الكوارث ليست بلعبة أطفال، إلا أنها قد تبدو كذلك. فهذا الروبوت الصغير هو لشركة ليغو، ويقوم بإنقاذ الكرة الزرقاء من نيران مفتعلة، وهو ما يبدو قريبا من الواقع.