فجر جديد في الروبوتات: دوران الكائنات باستخدام اللمس

في تطور مثير، صمم فريق من المهندسين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو (UCSD) يدًا روبوتية يمكنها دوران الكائنات باستخدام اللمس وحده، دون الحاجة إلى المدخلات البصرية. هذا النهج المبتكر مستوحى من الطريقة السهلة التي يتعامل بها البشر مع الكائنات دون الحاجة إلى رؤيتها.

نهج حساس لللمس في التلاعب بالكائنات

أquip الفريق يدًا روبوتية بأربعة أصابع مع 16 مستشعرًا لللمس موزعين على راحة اليد والأصابع. كل مستشعر، بتكلفة حوالي 12 دولارًا، يقوم بفункциة بسيطة: يكتشف ما إذا كان الكائن يلمسها أم لا. هذا النهج فريد لأنه يعتمد على العديد من المستشعرات البسيطة لللمس منخفضة التكلفة وذات الدقة المنخفضة التي تستخدم إشارات ثنائية بسيطة – لمس أو لا لمس – لأداء الدوران الروبوتي داخل اليد.

على العكس من ذلك، تعتمد الطرق الأخرى على مستشعرات لمس قليلة ذات تكلفة عالية ودقة عالية متصلة بمنطقة صغيرة من اليد الروبوتية، بشكل رئيسي في الأصابع. أوضح شيولونغ وانغ، أستاذ الهندسة الكهربائية والحاسوب في جامعة كاليفورنيا سان دييغو، الذي قاد الدراسة، أن هذه النهج لها قيود عديدة. أنها تقلل من فرصة أن تأتي المستشعرات في اتصال مع الكائن، مما يحد من قدرة النظام على الحس. المستشعرات الحسية عالية الدقة التي توفر معلومات حول النسيج صعبة التحقيق وتكلفها باهظة الثمن، مما يجعل من الصعب استخدامها في التجارب الحقيقية.

قوة الإشارات الثنائية

“نحن نُظهر أننا لا نحتاج إلى تفاصيل حول نسيج الكائن لتنفيذ هذه المهمة. نحن نحتاج فقط إلى إشارات ثنائية بسيطة حول ما إذا كانت المستشعرات قد لامست الكائن أم لا، وهذه هي أسهل في المحاكاة ونقلها إلى العالم الحقيقي”، قال وانغ.

قام الفريق بتدريب نظامهم باستخدام محاكاة ليد روبوتية افتراضية تدور مجموعة متنوعة من الكائنات، بما في ذلك تلك ذات الأشكال غير المنتظمة. يقيم النظام المستشعرات التي يتم لمسها على اليد في أي نقطة زمنية معينة أثناء الدوران. كما يقيم المواقع الحالية لمفاصل اليد وأفعالها السابقة. باستخدام هذه المعلومات، يوجه النظام اليد الروبوتية إلى المفصل الذي يجب أن يذهب إليه في النقطة الزمنية التالية.

مستقبل التلاعب الروبوتي

اختبر الباحثون نظامهم على اليد الروبوتية الحقيقية مع كائنات لم يتعامل النظام معها من قبل. قامت اليد الروبوتية بدوران مجموعة متنوعة من الكائنات دون توقف أو فقدان قبضتها. وشملت الكائنات طماطمًا، فلفلًا، عبوة زبدة الفول السوداني، ودمية بطة مطاطية، والتي كانت الكائن الأكثر تحديًا بسبب شكلها. استغرق دوران الكائنات ذات الأشكال الأكثر تعقيدًا وقتًا أطول. كما كانت اليد الروبوتية قادرة على دوران الكائنات حول محاور مختلفة.

يعمل الفريق الآن على توسيع نهجهم إلى مهام تلاعب أكثر تعقيدًا. هم حاليًا يطورون تقنيات لتمكين الأيدي الروبوتية من اللحاق، والرمي، والاستقاط، على سبيل المثال. “التلاعب داخل اليد هو مهارة شائعة جدا لدينا نحن البشر، ولكنها معقدة جدا للروبوتات لتحقيقها”، قال وانغ. “إذا كنا نستطيع منح الروبوتات هذه المهارة، فإن ذلك سوف يفتح الباب إلى أنواع المهام التي يمكنهم أداؤها.”

يُشكل هذا التطور خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال الروبوتات، ويمكن أن يفتح الطريق أمام روبوتات قادرة على التلاعب بالكائنات في الظلام أو في البيئات البصرية الصعبة.