يتنقل الروبوت الناعم "بلا عقل" في البيئات المعقدة في اختراق الروبوتات

في مجال الروبوتات المتطور، حقق باحثون إنجازًا جديدًا: روبوت مرن لا يتطلب توجيهًا بشريًا أو حاسوبيًا للتنقل حتى في البيئات المعقدة. ويستند هذا الاختراع الجديد إلى عمل سابق أظهر فيه روبوت مرن مهارات ملاحية أساسية في متاهات أبسط.

تسخير الذكاء الجسدي للملاحة

جي يين، المؤلف المشارك لكتاب دراسة وأستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية وهندسة الطيران في جامعة ولاية كارولينا الشمالية، سلط الضوء على هذا التقدم:

"في عملنا السابق، أثبتنا أن الروبوت الناعم الخاص بنا كان قادرًا على الالتواء والتحول عبر مسار عقبة بسيط للغاية. ومع ذلك، لم يتمكن من الدوران إلا إذا واجه عقبة. ويعني هذا القيد أن الروبوت يمكن أن يعلق في بعض الأحيان، ويقفز ذهابًا وإيابًا بين العوائق المتوازية.

وأضاف: "لقد طورنا روبوتًا ناعمًا جديدًا قادرًا على الدوران تلقائيًا، مما يسمح له بعبور متاهات ملتوية، بل وحتى تجاوز العوائق المتحركة. ويتحقق كل هذا باستخدام الذكاء الاصطناعي، دون الاعتماد على توجيه الحاسوب".

يشير مصطلح "الذكاء الجسدي" إلى السلوك الجوهري للأشياء الديناميكية، مثل الروبوتات الناعمة، والتي يتم تحديدها من خلال تصميمها الهيكلي والمواد، بدلاً من التدخل البشري أو الكمبيوتر الخارجي.

يستخدم هذا الجيل الجديد من الروبوتات اللينة إلاستومرات بلورية سائلة تشبه الشريط. عند وضعها على سطح أدفأ من الهواء المحيط، وتحديدًا فوق 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت)، ينكمش الشريط الملامس للسطح بينما يبقى الجزء المكشوف دون تغيير. يُحفز هذا التفاوت حركة تدحرجية تتسارع مع ارتفاع درجة حرارة السطح.

الابتكار من خلال عدم التماثل

الجانب المميز لهذا الروبوت يكمن في تصميمه. وعلى عكس سابقتها المتناسقة، تتألف النسخة الجديدة من نصفين متميزين. يمتد أحد الأجزاء في خط مستقيم يشبه الشريط الملتوي، بينما يعكس الجزء الآخر شريطًا ملفوفًا بإحكام يتصاعد مثل الدرج.

يؤدي هذا الانحراف في التصميم إلى بذل أحد طرفي الروبوت قوة أكبر من الطرف الآخر، مما يُؤدي إلى حركة غير خطية. يشرح ياو تشاو، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية كارولاينا الشمالية، المبدأ قائلاً: "تخيل كوبًا بلاستيكيًا بفوهة أوسع من قاعدته. عند دحرجته، لا يتبع مسارًا مستقيمًا، بل يتخذ شكل أقواس على السطح. هذا هو تأثير تصميمه غير المتماثل".

يوضح تشاو قائلاً: "مفهوم روبوتنا الجديد بسيط للغاية: بفضل تصميمه غير المتماثل، يدور تلقائيًا دون الحاجة إلى ملامسة أي جسم. لذا، مع قدرته على تغيير مساره عند مواجهته لأي جسم - وهي سمة تُمكّنه من عبور المتاهات - إلا أنه لا يُمكن أن يُحاصر بين الحواجز المتوازية. حركته المنحنية تُمكّنه من التمايل بسهولة."

أظهرت الاختبارات التي أجريت على هذا الروبوت قدرته على المناورة عبر متاهات معقدة، حتى تلك ذات الجدران المتحركة. ومن المثير للإعجاب أنه يمكنه الضغط عبر فجوات أصغر من حجمه. تم إجراء هذه الاختبارات على تضاريس متنوعة مثل الأسطح المعدنية والرمال.

يقدم هذا العمل الرائد منظورًا مبتكرًا لتصميمات الروبوتات الناعمة. وكما يقول يين، "يعد هذا العمل خطوة أخرى إلى الأمام في مساعدتنا على تطوير أساليب مبتكرة لتصميم الروبوتات الناعمة - خاصة بالنسبة للتطبيقات حيث يمكن للروبوتات الناعمة تسخير الطاقة الحرارية البيئية."

ومع نمو عالم الروبوتات، فإن إمكانات مثل هذه الروبوتات الناعمة "بلا عقل" في تطبيقات العالم الحقيقي تبدو لا حدود لها.