روبوت رباعي الأرجل يتسلق الجبال الوعرة أسرع من الإنسان العادي

طور عدد من العلماء تقنية جديدة للتحكم بروبوت رباعي الأرجل سمحت له بتحقيق إنجاز بطولي "لم يستدع جهداً"، على نحو يفوق قدرات البشر. إذ قطع مسافة 120 متراً صعوداً في جبال الألب في مدة 31 دقيقة، من دون أن يقع أو يتعثر في خطواته.

ومن الملفت أيضاً أن هذا التقدم التكنولوجي ربما يقود إلى تطوير روبوتات جديدة وأنواع أخرى من التقنيات الروبوتية يمكن الاتكال عليها [لأداء مهام] في تضاريس تعتبر شديدة الخطورة بالنسبة إلى البشر، وفق رأي بحّاثة من بينهم زملاء في "المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في زيوريخ" (اختصاراً "إي تي أتش زيوريخ") في سويسرا.

وقد نجح الروبوت الرباعي الأرجل في الانتهاء من الرحلة التي توزعت مراحلها بين مساحات شديدة الانحدار على أرض زلقة، ودرجات مرتفعة، ومسارات حرجية مليئة بالجذور، وذلك قبل أربع دقائق من المدة التي يُقدر أن متمرسي التسلق يستغرقونها في قطع تلك المسافة نفسها، بحسب ما يرد في الدراسة التي نُشرت، الأربعاء الماضي، في مجلة "ساينس روبوتكس" Science Robotics.

"لقد تعلم الروبوت أن يجمع بين الإدراك البصري لبيئته من جهة، و"مدركات التحسس العميق"proprioception ، أي حاسة اللمس لديه، بناء على الاتصال المباشر بالساق. وتتيح له هذه الخاصية عبور التضاريس الوعرة بشكل أسرع وأكثر كفاءة، وقبل كل شيء على نحو أقوى"، بحسب ماركو هوتر، باحث مشارك في الدراسة من "المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في زيوريخ".

بينما ينجح البشر والحيوانات في اجتياز الأرض الزلقة أو اللينة عبر الجمع بين الإدراك البصري لبيئتهم و"مدركات التحسس العميق" الخاص بالطرفين العلويين والسفليين، إلا أن الروبوتات ذات الأرجل لم تكن قادرة على إنجاز "إلا بشكل محدود"، وفق الباحثين.

وبحسب العلماء أيضاً، يعزا ذلك أساساً إلى أن المعلومات المتعلقة بالبيئة المباشرة التي سجلها الخبراء لدى تلك الروبوتات بواسطة أجهزة استشعار وكاميرات ليزرية، كانت غالباً "غير مكتملة ومبهمة".

وإذ قدموا أمثلة على ذلك "الإدراك المبهم"، أشار الباحثون إلى أن العشب الطويل أو البرك الضحلة أو الثلوج، بدت كأنها "عوائق مستعصية"، أو أنها لم تكن مرئية في جزء منها بالنسبة إلى الروبوتات، حتى حينما قاربت تلك الآلات الميكانيكية حدود النجاح في اجتياز تلك العوائق.

وإضافة إلى ذلك، ذكر الباحثون أن "إدراك العمق" [القدرة البصرية على إدراك العالم بنظرة ثلاثية الأبعاد وتحديد مسافة الأشياء] قد يكون ضعيفاً في بعض الحالات بسبب صعوبة الإضاءة، أو الغبار، أو الضباب، أو الأسطح العاكسة أو الشفافة، أو عوامل أخرى.

في حين أن الاعتماد على "مدركات التحسس العميق" وحدها يساعد الروبوتات في تلك الحالات على الشعور فيزيائياً بالتضاريس قبل أن تلجأ إلى تطويع طريقتها في المشي كي تتلاءم معها، ذكر العلماء أن هذا الأمر قد يحد بشدة من سرعة الحركة.

وبحسب تاكاهيرو ميكي، طالب دكتوراه في مجموعة ماركو هوتر، والباحث الرئيس في الدراسة، "يتعين على روبوتات من نوع "أنيمال" أن تتحلى بالمقدرة على أن تقرر بنفسها متى تثق في الإدراك البصري لبيئتها والتحرك قدماً بسرعة، ومتى يكون من الأفضل لها أن تتابع طريقها بحذر وبخطوات صغيرة. هنا يكمن التحدي الكبير".

باستخدام تقنية جديدة للتحكم بالروبوتات، جمع الباحثون بين الإدراك الخارجي من جهة والاستعداد الداخلي من جهة أخرى، وذلك للمرة الأولى في الروبوت "أنيمال".

قبل تنفيذه اختبارات فعلية على أرض الواقع، خضع الروبوت لمعسكر تدريب افتراضي تقصد فيه العلماء أن يتعرض هذا النظام التكنولوجي لكمية كبيرة من العقبات ومصادر تتسبب في حدوث أخطاء.

وقد درّبت تلك التمارين الشبكة التكنولوجية [التي تجمع بين الإدراك الخارجي من جهة والاستعداد الداخلي من جهة أخرى] على أن تتعلم الطريقة المثالية التي تتيح للروبوت التغلب على العقبات، حينما يكون في وسعه الاعتماد على بيانات بيئية، أو يكون من الأفضل له تجاهلها.

وفق الدكتور هوتر، "عبر هذا التدريب، يكون الروبوت قادراً على إتقان عبور أصعب التضاريس الطبيعية من دون أن يراها مسبقاً".

واستطراداً، أوضح الباحثون أن التدريب أتاح للروبوت أن يتخذ قرارات آمنة، ويعتمد على استقبال "مدركات التحسس العميق"، حينما تكون بيانات الاستشعار في البيئة المباشرة غامضة أو مبهمة.

وبالتالي، استطاع الروبوت الجمع بين سرعة وكفاءة استشعاره الخارجي، وسلامة الاستشعار المتعلق بـ"مدركات التحسس العميق" في آن معاً، وفق الدراسة.

وبالنتيجة، يعتقد الباحثون أنه من المستطاع استخدام روبوتات كـ"أنيمال" في أي مكان يشكل خطراً كبيراً على البشر، وحيث لا تستطيع الروبوتات الأخرى التغلب على التضاريس الصعبة، مثل حالات حدوث زلزال، أو بعد وقوع كارثة نووية، أو في خضم حريق في غابة.