ربات‌هایی که قرار است ناجی انسان شوند
۱۳۹۲ مهر ۱۰, چهارشنبه
چند هفته‌ی پیش بود که دولت ژاپن اعلام کرد، چندین تن آب آلوده با میزان بسیار بالای مواد رادیواکتیو از یک مخزن نیروگاه فوکوشیما به بیرون نشت کرده است. در چنین مواردی ورود به منطقه‌ای که تحت تاثیر این تشعشعات است، می‌تواند برای انسان مرگبار باشد.
برای امدادگران و نیروهای آتش‌نشانی رویارویی با خطر بخشی از زندگی روزمره است؛ خطر مسمومیت با گازهای سمی در مواردی مانند آتش‌سوزی در انبارهای شیمیایی، خطر گاز گرفتگی در آتش سوزی‌ها و خطر مرگ در هنگام خنثی کردن یک بمب قدیمی.
آیا راهی برای ورود به این مناطق بدون در خطر انداختن جان انسان هست؟ پاسخ مثبت است، می‌توان ربات‌های ناجی را به میدان فرستاد. اما آیا ربات‌ها می‌توانند درست مانند انسان عمل کنند؟ برای اطمینان از توانایی آنها طراحان و سازندگان این ربات‌ها از ۲۳ تا ۲۷ سپتامبر در مسابقه‌ای با نام (Eurathlon) که در شهر برشتس‌گادن (Berchtesgaden) آلمان برگزار شد، آخرین دستاوردهای خود در این زمینه را به نمایش گذاشتند.
جهت‌یابی با وجود دید کم
ربات‌ها باید قادر باشند به ساختمان‌هایی ناشناخته وارد شوند، از پس موانعی مانند پله یا در بسته بربیایند، منبع خطر را شناسایی کنند، قربانیان احتمالی را پیدا کنند و در یک محدوده‌ی زمانی مشخص از ساختمان یا از محوطه‌ی خطر دور شوند. ماموریت‌های پیچیده‌تری مانند بستن دریچه‌ی یک تانکر یا بیرون آوردن بشکه‌های حاوی مواد شیمیایی خطرناک هم از جمله انتظاراتی است که از این ربات‌های امدادگر می‌رود.
وظایف و ماموریت‌هایی که در عمل بسیار سخت و پیچیده‌اند. فرانک شنایدر از انستیتوی فراوئن‌هوفر می‌گوید: « باید به این نکته توجه کرد که غلبه بر موقعیت‌هایی که برای ما بسیار عادی است مثل بالارفتن از پله‌ها، از نظر تکنیکی برای ربات‌ها بسیار مشکل است.» فرانک شنایدر اضافه می‌کند که کنترل از راه دور ربات‌ها هم در این موقعیت‌ها بسیار دشوار است چرا که تنها اطلاعاتی که تیم هدایت‌کننده‌ی ربات از منطقه‌ی خطر دارد، تصاویری است که از طریق دوربین همراه ربات برای اعضای تیم ارسال می‌شود.
شنایدر یکی از سازمان‌دهندگان این مسابقات است. او و دیگر برگزارکنندگان این مسابقات تلاش کرده‌اند در همکاری تنگاتنگ با متخصصان آتش‌نشانی و مدیریت بحران، محیطی مشابه با منطقه‌ی فاجعه‌زده پدید آورند و وظایفی برای ربات‌ها تعریف کنند که حداکثر شباهت را با ماموریت آنها در محیط های واقعی داشته باشد.
امروزه بیشتر ربات‌های ناجی که برای مثال برای خنثی کردن بمب به کار گرفته می‌شوند، از راه دور کنترل می‌شوند. کنترل از راه دور تا وقتی عمل می‌کند که ارتباط با هدایت کننده‌ی دستگاه برقرار باشد.اما اگر ربات به یکباره وارد نقطه‌ی کور آنتن‌دهی شود، آنوقت وضعیت پیچیده می‌شود و ربات باید به تنهایی تصمیم بگیرد.
خودروهای هوشمند بدون خطر سقوط
میشاییل هیملزباخ از دانشگاه ارتش آلمان در مونیخ ( Universität der Bundeswehr in München) کارشناس چنین موقعیت‌های دشواری است. تیم میشاییل با یک خودروی هوشمند در این مسابقات شرکت کرده است.
ربات خودمختار او باید به تنهایی یک جاده‌ی کوهستانی پر پیچ و خم را بالا و پایین برود. اشتفان می‌گوید که این مسیرها برای ربات‌ها بسیار خطرناک‌اند. به گفته‌ی او سنسورهای (حس‌گر) ربات قادر نیستند اطلاعاتی از سمتی که به سوی پرتگاه است دریافت و پردازش کنند. میشاییل هیملزباخ اضافه می‌کند: «در برابر پرتگاه، ربات هیچ داد‌ه‌ای ندارد، چیزی نمی‌بیند. برای او یک حفره‌ی بزرگ در سمت پرتگاه است.»
تیمی از شرکت Robotics Inventions از لهستان چاره‌ی این مشکل را در به کارگیری اسکنرهای لیزری دو بُعدی، به همراه GPS می‌داند. چرا که به گفته‌ی اعضای این گروه، استفاده‌ی تنها از GPS چندان دقیق نیست.
عملیات در منطقه‌ای با بُرد دید صفر
می‌توان گفت که ربات‌ها در محیط باز مثلا در خیابان مشکل کمتری برای جهت یابی دارند. اما وضعیت در محیط‌های بسته چطور است؟ وقتی که همه‌جا تاریک است یا دود و مه جلوی دید را می‌گیرد؟ در این موارد نه اسکنرهای لیزری و نه دوربین‌ها هیچ کدام کمکی نمی‌کنند.
تیم لهستانی معتقد است که استفاده از سنسورهای فراصوت راه حل این مشکل است. از روی بازتاب صوت می‌توان فاصله‌ی موانع را از یکدیگر تشخیص داد؛ روشی که خفاش‌ها هم از آن برای جهات‌یابی استفاده می‌کنند.
اما نقطه‌ی اشتراک همه‌ی راه‌حل‌های ارائه شده برای اطلاع از محیطی که ربات در آن دید ندارد در این مسابقات، این است که در آن سوی منطقه‌ی خطر وجود یک انسان لازم است. انسانی که تصاویر ارسال شده توسط ربات را دریافت و تفسیر می‌کند.
راه حل شرکت European Logistic Partners برای جهت‌یابی در محیط‌های دودآلود به کارگیری یک دوربین حرارتی است که به گفته‌ی کولین وایس از این شرکت، این دوربین‌ها قادرند در مه یا دود هم تصاویر خوبی بگیرند. وایس می‌افزاید: «از سوی دیگر از یک رادار استفاده می‌کنیم که به درک محیطی که تصاویر آن مخابره شده‌اند، کمک می‌کند.»
ربات این شرکت با نام PacBot اگرچه از راه دور کنترل می‌شود اما اگر ارتباط این ربات با تیم هدایت‌کننده قطع شود، دستگاه خود ماموریت را در دست می‌گیرد. رباتی نیمه مستقل که برای مثال اگر سقوط کند، خودش می‌داند چگونه دوباره سر پا بایستد یا اگر از محدوده‌ی ارتباطی خارج شود، راه بازگشت را خودش پیدا می‌کند. به این ترتیب اعضای تیم، پیوسته تصاویر تازه‌ای از منطقه‌ای که ورود به آن برای انسان غیرممکن است، دریافت می‌کنند.
هدف، تولید انبوه ربات‌های امدادگر
برای برگزارکنندگان این مسابقات یک مسئله بسیار مهم است؛ این که طراحان و سازندگان این ربات‌ها بتوانند خود و دستگاه‌هایشان را در موقعیت امدادگران و نیروهای آتش‌نشانی قرار دهند و در کمترین زمان ممکن اقدامات لازم را انجام دهند.
یوها رونیگ، مدیر بخش کامپیوتر و علوم مهندسی دانشگاه اولو (Oulu) یکی دیگر از برگزارکنندگان این برنامه است که هدف از برگزاری این مسابقه را رویارویی ربات‌ها با شرایط طبیعی و غلبه بر موانع موجود در مواقع خطر می‌داند.
فرانک شنایدر یکی دیگر از سازمان‌دهندگان این مسابقات بر این باور است که این دستگاه‌ها باید به تولید انبوه برسند. ربات‌هایی که وظایف امدادگران و نیروهای آتش نشانی در مناطق فاجعه زده را بتوانند به عهده بگیرند. شنایدر معتقد است که باید از فجایعی مانند چرنوبیل درس گرفت. به اعتقاد او در هر نیروگاه اتمی باید چندین ربات خودکار یا نیمه خودکار در دسترس باشد.