روبوت لين عديم الدماغ يتنقل في بيئات معقدة في اختراق في مجال الروبوتات

في مجال الروبوتات المتطور، قدم الباحثون اختراقًا جديدًا: روبوت لين لا يحتاج إلى توجيه بشري أو حاسوبي للتنقل حتى في البيئات المعقدة. هذا الاختراق الجديد يبني على عمل سابق حيث أظهر روبوت لين مهارات ملاحة أساسية في متاهات أبسط.

استخدام الذكاء الفيزيائي للملاحة

جاي يين، مؤلف المقال المشترك و أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية والفضائية في جامعة ولاية كارولاينا الشمالية، ألقى الضوء على هذا التقدم:

“في عملنا السابق، أظهرنا أن روبوتنا اللين يمكن أن يتأرجح ويتحرك من خلال مسار عقبات بسيط. ومع ذلك، لم يكن قادرًا على التحرك إلا عند مواجهة عقبة. هذا القصور يعني أن الروبوت يمكن أن يتعثر أحيانًا، ويتأرجح بين عقبات موازية.”

أضاف، “لقد طوّرنا روبوتًا لينًا جديدًا يمكنه التحرك بذاته، مما يسمح له بالتنقل من خلال متاهات ملتوية، وحتى التحرك حول عقبات متحركة. كل هذا يتم باستخدام الذكاء الفيزيائي، وليس بالاعتماد على توجيه الحاسوب.”

المصطلح “الذكاء الفيزيائي” يعني السلوك الداخلي للأجسام الديناميكية، مثل الروبوتات اللينة، والمحدد بواسطة تصميمها الهيكلي وموادها، وليس بالتدخل البشري أو الحاسوبي الخارجي.

تستخدم هذه السلالة الجديدة من الروبوتات اللينة مواد مرنة شبه سائلة. عندما توضع على سطح أكثر سخونة من الهواء المحيط، تحديدًا أعلى 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت)، تتراجع الشريط في اتصال مع السطح بينما يبقى الجزء المعرض غير متغير. هذا الاختلاف يؤدي إلى حركة دوران، والتي تتسارع مع ارتفاع درجة حرارة السطح.

https://www.youtube.com/watch?v=aYpSwuij2DI

الابتكار من خلال اللاتماثل

الجانب المتميز من هذا الروبوت يكمن في تصميمه. على عكس سلفه المتماثل، يتكون الإصدار الجديد من شقين متميزين. يمتد أحد الأقسام في خط مستقيم يشبه شريطًا ملتويًا، بينما يُشبه الآخر شريطًا ملتويًا بشكل حلزوني مثل الدرج.

يؤدي هذا الاختلاف في التصميم إلى أن يبذل أحد نهايتي الروبوت قوة أكبر من الأخرى، مما يؤدي إلى حركة غير خطية. يشرح ياو زهاو، مؤلف المقال الأول وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية كارولاينا الشمالية، هذا المبدأ: “تخيل كوبًا بلاستيكيًا له فم أوسع من قاعدته. عندما تُدحرج، لا تتبع مسارًا مستقيمًا ولكن تتحرك على السطح. هذا هو تأثير تصميمه اللاتماثلي.”

يضيف زهاو، “مفهوم روبوتنا الجديد بسيط نسبيًا: بسبب تصميمه اللاتماثلي، يتحرك بذاته دون الحاجة إلى اتصال بالكائنات. لذلك، بينما يمكنه هنوز تغيير مساره عند مواجهة كائن – سمة تسمح له بالتنقل في المتاهات – لا يمكنه أن يتعثر بين الحواجز الموازية. حركته الملتفة تسمح له بالخروج بنجاح.”

أظهرت الاختبارات على هذا الروبوت قدرته على التنقل من خلال متاهات معقدة، حتى تلك التي تتميز بجدران متحركة. وبشكل مثير للإعجاب، يمكنه الضغط من خلال فجوات أصغر من حجمه. أجريت هذه الاختبارات على سطوح متنوعة مثل الأسطح المعدنية والرمل.

يعد هذا العمل الرائد مقدمة لمنظور مبتكر في تصميمات الروبوتات اللينة. كما يقول يين، “هذا العمل هو خطوة أخرى إلى الأمام في مساعدتنا على تطوير نهج مبتكرة لتصميم الروبوتات اللينة – خاصة في التطبيقات التي يمكن للروبوتات اللينة فيها استخدام الطاقة الحرارية البيئية.”

كما يتطور عالم الروبوتات، يبدو أن إمكانيات مثل هذه الروبوتات اللينة “العديمة الدماغ” في التطبيقات الواقعية لا حصر لها.