Reading Time: 2 minutes

حاول باحثون بجامعة ولاية أريزونا الأميركية فهم السبب وراء عدم انسكاب فنجان القهوة أثناء سيرنا، وذلك رغبةً منهم في فهم هذه الآلية لتصميم روبوتات وأطراف صناعية شبيهة بالبشرية لجعلها أكثر راحةً وطبيعيةً للمستخدم، ونُشرت الدراسة في دورية «فيزيكال ريفيو أبلايد» العلمية أمس – الثلاثاء.

أن تمشي حاملاً فنجاناً من القهوة شيء يفعله معظمنا كل يوم دون التفكير في عملية التوازن التي يتطلبها هذا الفعل؛ لكن ما لا نعلمه هو وجود الكثير من الفيزياء التي تمنع القهوة من الانسكاب على الأرض، فالقهوة سائل مهيج حرارياً في الكوب، وتتمتع بدرجات داخلية من الحرية تتفاعل مع الكوب؛ والتي بدورها تتفاعل مع الإنسان الذي يحملها.

توضيحاً لذلك؛ شرح الأستاذ «ينج تشينج لاي»؛ أستاذ الهندسة الكهربائية بجامعة ولاية أريزونا، أن البشر قادرون بطبيعتهم على التفاعل مع الأشياء المعقدة؛ لكن وعيَنا على هذه التفاعلات معدوم، ونحن لا ندرك أن العوامل الخارجية مثل الضوضاء أو المناخ، تؤثر على تفاعلاتنا، وفي الواقع؛ من المهم فهم هذه العوامل الخارجية لنستفيد منها في المجالات التطبيقية مثل الروبوتات اللينة.

لفهم ذلك أكثر؛ طرح «برنت والاس»؛ طالب دكتوراه في جامعة ولاية أريزونا، مثالاً، فقد قال: «في تصميم الأطراف الصناعية الذكية، أصبح من المهم بشكل متزايد بناء أنماط طبيعية من المرونة تحاكي الحركة الطبيعية للأطراف البشرية. تجعل هذه التحسينات الطرف الاصطناعي أكثر راحةً وطبيعيةً للمستخدم».

ووفقًا للأستاذ «لاي»، فمن المتصور أنه في المستقبل غير البعيد، سيتم نشر الروبوتات في تطبيقات مختلفة لتسليم الأشياء المعقدة أو التحكم فيها؛ والتي تتطلب نوعاً من التنسيق والتحكم في الحركة الذي يقوم به البشر جيداً. 

جاءت دراسة جامعة ولاية أريزونا توسعاً في دراسة تجريبية افتراضية رائدة أجراها مؤخراً باحثون في جامعة «نورث إيسترن»، باستخدام نموذج حمل فنجان القهوة وإضافة كرة متدحرجة، لفحص كيفية تعامل البشر مع جسم معقد. قام المشاركون بتدوير الكأس عمداً بطريقة إيقاعية مع القدرة على تغيير القوة والتردد لضمان بقاء الكرة داخل الفنجان.

واستنتج الباحثون أن البشر قادرون على التحول بشكل مفاجئ وفعال من جاذب متزامن إلى آخر وبسلاسة، وربما بدون إدراك ذلك، وهي آلية يمكن استغلالها لتصميم روبوتات ذكية للتعامل مع الأشياء المعقدة بشكل تكيفي في بيئة متغيرة. يمكن أيضاً تطبيق نتائج هذه الدراسة في مجالات أخرى؛ مثل إعادة التأهيل والتفاعل بين الدماغ والآلة. على سبيل المثال؛ إن المهام البسيطة مثل تشغيل الأسلاك في جسم السيارة على خط التجميع – والتي ينفذها البشر بسهولة – لا تزال بعيدةً عن الآلات الأكثر تقدماً.

قال «والاس»: «إن الفهم الكمي المنهجي لكيفية تفاعل البشر ديناميكياً مع بيئتهم سيغير إلى الأبد الطريقة التي نصمم بها عالمنا، وقد يُحدث ثورةً في تصميم الأطراف الصناعية الذكية ويفتح عصراً جديداً من التصنيع والأتمتة».