هل صارت الروبوتات الإسفنجية أقرب إلى الواقع؟

طوّر الباحثون الروبوت بالكامل من مواد لينة وإسفنجية | حقوق الصورة: هارفارد

شارك

استمع الى المقالة الآن هذه الخدمة تجريبية

هل شاهدت فيلم “البطل الكبير 6 – Big Hero 6” وتساءلت عن اليوم الذي سنرى فيه روبوتات فعالة لينة البنية كالروبوت “بايماكس – Baymax”؟  يبدو أن هذا اليوم يقترب، فقد شهد هذا المجال العديد من الدراسات والابتكارات خلال السنوات القليلة الماضية.

في الحقيقة، توجد روبوتات إسفنجية ولينة بالكامل اليوم، لكنها بطيئة وصغيرة ولا تملك طاقة كافية للتحرك وإمساك الأشياء. ومؤخراً قام باحثون من جامعة هارفارد بتطوير روبوت إسفنجي جديد ليّن بالكامل، وأكثر كفاءة من الروبوتات الحالية. إليكم كل ما تحتاجون إلى معرفته عن هذا الروبوت الجديد.

لماذا نحتاج إلى روبوتات لينة من الأساس؟

تملك الروبوتات المصنوعة من مواد مرنة إمكانيات كبيرة، فهي أسهل في الاستخدام، وأكثر أماناً في التعامل مع البشر من الروبوتات التقليدية، كما أن تصنيعها أبسط وأرخص، لأنها تعالج عدداً قليلاً من المعلومات، كون المهام الموكلة لها تكون بسيطة عادة.

وفي حال باتت هذه الروبوتات قادرة على التصرف بشكل ذاتي في المستقبل، ستصبح ذات فائدة عظيمة لمهام البحث والإنقاذ، والتقاط وتصنيف الفئران المخبرية، وحتى العمل في المختبرات.  يقول “دانييل بريستون” الباحث الرئيسي في الدراسة التي نُشرت بدورية “PNAS”: “تسمح البنية اللينة للروبوتات أن تتفاعل مع بيئتها ومع البشر بواسطة مستشعرات وأدوات لينة بالكامل”.

كيف يتم تشغيل هذه الروبوتات؟

تعتمد حركة الروبوتات اللينة الحالية على انتقال سائل مضغوط ضمن أنابيب صغيرة لا يتعدى قطرها واحد مليمتر، وهي العملية التي تعتمد بشكلٍ كامل على علم الموائع الدقيقة. يعمل أيضاً معالجها بنفس الطريقة التي يعمل به المعالج العادي، فمثل نظام الصفر والواحد الثنائي، توجد هنا سلسلة بوابات تفتح وتغلق، ناقلةً المعلومات أثناء ذلك.

صعوبات وتحديات

كانت عقبة صنع روبوتات طرية البنية بالكامل هي المعالج الذي يتحكم بها، فالمعالج التقليدي مكوّن كما نعلم من قطع صلبة غير مرنة. ولحل هذه المشكلة، ابتكر الباحثون في جامعة هارفارد معالجاً مصنوعاً من أنابيب سيليكون وهواء مضغوط، حيث يماثل الهواء المضغوط المنتقل ضمن أنابيب المعالج المطاطي، الكهرباء التي تنتقل ضمن شرائح المعالج التقليدي، فيحفز إنشاء مدخلات ومخرجات في كل مرحلة معطياً بذلك تعليمات حركة الروبوت.

يقول “بريستون”: “صممنا أجهزتنا بمقاسات أكبر قليلاً من الروبوتات الحالية”، فصار قطر الأنابيب مليمتراً واحداً حتى تصبح معدلات انتقال الهواء المضغوط أعلى، مما يسمح للروبوت الجديد بإجراء عملية حسابية واحدة بالثانية، وهكذا ستصبح كفاءة الروبوت الجديد أعلى من كفاءة الروبوتات اللينة الموجودة حالياً بالفعل.

هل معالجات هذه الروبوتات بكفاءة المعالجات الموجودة في الروبوتات التقليدية؟

يقوم معالج الروبوت لين البنية بأداء عملية حسابية واحدة فقط بالثانية، مما يجعله أقل كفاءة من معالج هاتفك المحمول الذي يستطيع القيام بمليارات العمليات الحسابية في الثانية الواحدة. على كل حال، يمكن غض النظر عن قدرات المعالج المتواضعة، حيث يُعد الاستخدام الأفضل لهذه الروبوتات في الوقت الحالي، القيام بالمهام البسيطة التي لا تتطلب معالجات مُعقدة.

الخطوة القادمة

يحوي الروبوت الجديد حوالي 10 إلى 20 بوابة تشغيل داخلية في معالجها، ويأمل الباحثون في الوصول في المستقبل إلى 100 أو 1000 بوابة، ومع زيادة عدد البوابات يصبح الروبوت أكثر تعقيداً. فكل بوابة تنقل رسالة عن طريق الهواء المضغوط إلى البوابة التالية، ومع زيادة تعقيد شبكة البوابات، تزيد الأمور التي يمكن للروبوت القيام بها، وبالطبع سيتم استيحاء كثير من التطويرات لهذه المعالجات المطاطية من المعالجات التقليدية التي نعرفها اليوم.
لا يزال الطريق طويلاً أمام هذا النوع من الروبوتات، كما أن مجال التطبيقات الواسع الذي سينتج عنها، يجعل الباحثون متحمسون للعمل على تطويرها بشكلٍ مستمر.