روبوت بقبضة بشرية.. يد ذكية تتعلم الإمساك بذاتها دون أوامر معقدة

يد ذكية

ياسين عبد العزيز

A A

كشف باحثون من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) عن يد روبوتية جديدة تتمتع بمرونة فريدة تجعلها قادرة على التقاط الأجسام بطريقة تحاكي اليد البشرية بدرجة مدهشة.

هذا الابتكار، الذي أُطلق عليه اسم ADAPT، لا يعتمد على الأوامر التفصيلية أو أنظمة التحكم المعقدة، بل يستخدم بنية ميكانيكية ذكية تسمح له بالتفاعل الطبيعي مع الأجسام.

مرونة ذكية

تتميّز يد ADAPT بكونها مصنوعة من شرائح من السيليكون اللين تُغلف معصمًا روبوتيًّا مرنًا، وتتضمن أصابع ميكانيكية مزودة بنوابض تسمح لها بتكوين قبضات انسيابية تحاكي الحركة الطبيعية لليد البشرية.

وخلال الاختبارات العملية، تمكّنت اليد من الإمساك بـ24 جسمًا مختلفًا بنسبة نجاح بلغت 93%، وذلك باستخدام أربع حركات مبرمجة فقط.

وقد وصلت دقة محاكاتها لقبضة اليد البشرية إلى نسبة 68%، وهي نتيجة تُعدّ متقدمة على معظم الأذرع الروبوتية التقليدية.

نُشرت نتائج هذا المشروع البحثي المتميز في مجلة Nature Communications Engineering، وأكد الفريق العلمي أن هذه اليد الروبوتية تمثل تطبيقًا مباشرًا لمفهوم "الذكاء الميكانيكي الموزع"، الذي يعتمد على توزيع الاستجابة ضمن الهيكل الميكانيكي نفسه بدلًا من استخدام الحوسبة المركزية.

تحكم مبسّط

بعكس التصميمات السابقة للأذرع الروبوتية التي تتطلب محركًا مستقلًا لكل مفصل ونظام تحكم عالي التعقيد، تستفيد يد ADAPT من توزيع مرن للمواد اللينة والنوابض لتحقيق نوع من "الذكاء الجسدي" يسمح لها بالتكيّف التلقائي مع شكل الجسم الممسوك.

يقول كاي يونغ، طالب الدكتوراه في كلية الهندسة بجامعة EPFL والمشارك في تطوير اليد: "عندما نلتقط شيئًا بأيدينا، فإننا لا نعتمد على حسابات دقيقة بقدر ما نعتمد على استجابة طبيعية ومتوازنة بين اليد والجسم".

ويضيف: "ما نحاول تحقيقه هنا هو ترجمة هذا التفاعل الطبيعي إلى تصميم ميكانيكي يجعل الروبوتات أكثر تكيفًا وانسيابية".

نتائج واعدة

أظهرت التجارب العملية أن يد ADAPT يمكنها أداء مهام الإمساك باستخدام أربع أوضاع فقط للحركة، وهو ما يعني توفيرًا هائلًا في الطاقة والموارد الحوسبية.

وعلى الرغم من احتوائها على 12 محركًا فقط داخل المعصم، فإن هذه المحركات قادرة على التحكم بـ20 مفصلًا بفضل هندسة ذكية تعتمد على توزيع القوى بين السيليكون والنوابض.

وقد خضعت اليد لأكثر من 300 تجربة عملية لاختبار قدرتها على التعامل مع أجسام بأحجام وأشكال متعددة.

وحققت نتائج تفوق بها على النسخ الصلبة من الأيدي الروبوتية التي تعتمد على التحكم البرمجي المباشر، وهو ما يعزز من فرص استخدامها مستقبلًا في تطبيقات تتطلب مرونة كبيرة، مثل الرعاية الصحية، أو المساعدة المنزلية، أو حتى المهمات الصناعية الحساسة.

دمج الحساسات والذكاء الاصطناعي

مع أن المشروع لا يسعى حاليًا إلى محاكاة اليد البشرية بنسبة 100%، إلا أن التصميم أثبت أن الاستخدام الذكي للمواد المرنة يمكن أن يحقق نتائج مقاربة دون تعقيد برمجي.

ويعمل الفريق الآن على دمج مستشعرات ضغط دقيقة داخل اليد، بالإضافة إلى أنظمة ذكاء اصطناعي تُمكّنها من اتخاذ قرارات أكثر تعقيدًا في الوقت الفعلي.

ويؤكد كاي يونغ أن الخطوة التالية ستكون في "توسيع قدرات اليد لتُصبح أكثر وعيًا بالسياق والبيئة، وهو ما سيساهم في تطوير روبوتات أكثر قدرة على العمل جنبًا إلى جنب مع البشر في البيئات الطبيعية."

بهذا الإنجاز، تقترب الروبوتات أكثر من محاكاة السلوك البشري ليس فقط في الأداء، بل في آلية التفاعل والمرونة، مما يفتح الباب أمام عالم جديد من التطبيقات الإنسانية التي تجمع بين الذكاء الميكانيكي والتكنولوجيا التكيفية.