ืจืืืืืืงื
ืจืืืืืื ืืฉืชืืฉืื ืืืื ื ืืืืืืชืืช ืืื ‘ืืืจืืืฉ’ ืืื ืืืชืงื ืืช ืขืฆืื
הרובוטים הם צעד אחד קרוב יותר להיות דומים ליצורים חיים עם פיתוח חדש בתחום. מדענים מאוניברסיטת נאניאנג הטכנולוגית, סינגפור (NTU Singapore) יצרו מערכת בינה מלאכותית שמאפשרת לרובוטים לזהות כאב ולתקן את עצמם.
המערכת שפותחה לאחרונה מסתמכת על צמתים חיישניים המופעלים על ידי בינה מלאכותית, אשר מעבדים ‘כאב’ ואז מגיבים לו. כאב זה מזוהה כאשר יש לחץ הנגרם על ידי כוח פיזי חיצוני. החלק העיקרי האחר של המערכת הוא תיקון עצמי. הרובוט מסוגל לתקן את הנזק, כאשר המקרה הוא ‘פציעה’ מינורית, כל זאת בלי להיזקק להתערבות אנושית.
המחקר פורסם באוגוסט בכתב העת Nature Communications.
רוב הרובוטים בעולם קולטים מידע על סביבתם הקרובה דרך רשת של חיישנים. עם זאת, חיישנים אלה אינם מעבדים מידע, אלא שולחים את המידע ליחידת עיבוד מרכזית. יחידת עיבוד מרכזית זו היא היכן שהלמידה מתרחשת, והיא משמעותה שרובוטים נוכחיים זקוקים לתילים רבים. מערכת זו גורמת לזמני תגובה ארוכים יותר.
למעט זמני תגובה ארוכים, רובוטים אלה נפגעים בקלות ודורשים הרבה תחזוקה ותיקון.
המערכת החדשה
במערכת החדשה שפותחה על ידי המדענים, הבינה המלאכותית מוטמעת ברשת החיישנים. ישנם יחידות עיבוד קטנות ופחות חזקות, אליהן מחוברים החיישנים. הקביעה הזו מאפשרת למידה מקומית, אשר בתורה מקטינה את כמות התילים הדרושים ואת זמן התגובה. במיוחד, הוא מופחת בחמישה עד עשר פעמים לעומת רובוטים קונבנציונליים.
מערכת התיקון עצמי מגיעה מהכנסת חומר ג’ל יוני עצמי-ריפוי למערכת. זה מאפשר לרובוטים לשחזר פונקציות מכניות כאשר הם נפגעים, בלי עזרת בני אדם.
פרופסור חבר ארינדם באסו הוא המחבר המוביל של המחקר. הוא בא מבית הספר להנדסת חשמל ואלקטרוניקה.
“כדי שרובוטים יעבדו יחד עם בני אדם יום אחד, אחד הדאגות היא כיצד לוודא שהם יתנהגו בבטיחות עימנו. לכן, מדענים ברחבי העולם מוצאים דרכים להביא מודעות לרובוטים, כגון היכולת ‘להרגיש’ כאב, להגיב לו, ולעמוד בתנאי פעולה קשים. אולם, המורכבות של הרכבת הרבה חיישנים הדרושים והרגישות של מערכת כזו היא מחסום עיקרי לאימוץ נרחב. ”
לפי באסו, שהוא גם מומחה לחישוב נוירומורפי, “עבודתנו הוכיחה את היתכנות של מערכת רובוטית שמסוגלת לעבד מידע בצורה יעילה עם תילים ומעגלים מינימליים. על ידי הפחתת מספר הרכיבים האלקטרוניים הדרושים, מערכת שלנו צריכה להיות זולה ומסתגלת. זה יעזור לאימוץ מואץ של דור חדש של רובוטים בשוק. ”
ללמד את הרובוט להרגיש כאב
כדי ללמד את הרובוט איך להרגיש כאב, הצוות הסתמך על ממטרנזיסטורים, אשר פועלים כפי ‘מכשירים אלקטרוניים דמויי מוח’. הם מסוגלים להיות בעלי זיכרון ועיבוד מידע, ופועלים כקולטני כאב וסינפסות מלאכותיות.
המחקר הדגים כיצד הרובוט יכול להמשיך להגיב ללחץ אפילו לאחר שנפגע. לאחר ‘פציעה’, כגון חתך, הרובוט מאבד פונקציה מכנית. זהו הרגע בו הג’ל היוני העצמי-ריפוי מתערב וגורם לרובוט לרפא ‘פצע’, בעצם תופר אותו.
רוהיט אברהם ג’ון הוא המחבר הראשי של המחקר ועמית מחקר בבית הספר למדעי חומרים והנדסה ב-NTU.
“תכונות הריפוי עצמי של התקנים החדשים האלה עוזרות למערכת הרובוטית לתפור את עצמה מחדש כאשר ‘נפגעת’ עם חתך או שריטה, אפילו בטמפרטורת החדר. ”
“בניסויים שלנו, הרובוט שלנו יכול ‘לשרוד’ ולהגיב לנזק מכני בלתי מכוון הנובע מ’פציעות’ מינוריות כגון שריטות ובומים, בעודו ממשיך לעבוד ביעילות. אם מערכת כזו הייתה בשימוש עם רובוטים בסביבות אמת, היא יכולה לתרום לחיסכון בתחזוקה. ”
לפי פרופסור חבר נריפאן מת’יוס, שהוא גם מחבר מוביל מבית הספר למדעי חומרים והנדסה ב-NTU, “רובוטים קונבנציונליים מבצעים משימות באופן מובנה ותכנותי, אבל שלנו יכולים לתפוס את סביבתם, ללמוד ולהסתגל בהתאם. רוב החוקרים מתמקדים ביצירת חיישנים רגישים יותר, אבל אינם מתמקדים באתגרים של כיצד הם יכולים לקבל החלטות בצורה יעילה. מחקר כזה הכרחי לדור הבא של רובוטים ליצור אינטראקציה יעילה עם בני אדם. ”
“בעבודה זו, הצוות שלנו לקח גישה שאינה שגרתית, על ידי יישום חומרים, התקנים ושיטות ייצור חדשים עבור רובוטים לחקות פונקציות נוירו-ביולוגיות אנושיות. בעודנו עדיין בשלב הפרוטוטיפ, תגליותינו הניחו יסודות חשובים לתחום, ומראים את הדרך קדימה עבור חוקרים לטפל באתגרים האלה. ”
צוות המחקר יפנה עתה לשותפים בתעשייה ובמעבדות מחקר ממשלתיות כדי לקדם את המערכת.
