روبوت يمكنه معرفة طريقه ويواجه العقبات من دون كاميرات

كشف معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عن فيديو لآخر روبوت من اختراعاتهم، ويأمل المعهد أن يتمكن في يوم من الأيام من "الشعور" بما حوله كما يفعل إنسان في غرفة مظلمة تمامًا، ليس به كاميرات أو أجهزة استشعار بيئية خارجية، وبدلًا من ذلك يعتمد على برامج وأجهزة استشعار في أطرافه تعمل باللمس للتنبؤ بمحيطه، ويمكن أن يتم إرساله يومًا ما إلى أكثر البيئات خطورة في العالم، مثل محطات الطاقة النووية، حيث لا تستطيع الكاميرات وأجهزة الاستشعار التقليدية العمل.

ويقول سانباي كيم أستاذ الهندسة الميكانيكية المساعد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا "هناك العديد من السلوكيات التي يجب أن يتمكن الروبوت من القيام بها من دون الاعتماد على الرؤية"، "نريد أن يعتمد الروبوت أكثر على المعلومات اللمسية"، "بهذه الطريقة، يمكنه التعامل مع العقبات غير المتوقعة أثناء التحرك بسرعة".

ويبلغ وزن الروبوت 90 رطلًا بحجم لابرادور مكتمل النمو، ويستطيع الركض والتسلق والقفز فوق العوائق، على الرغم من أنه لا يمكنه "رؤيتها"، يقول كيم: "الروبوت مصمم للقيام بمهام متعددة مثل تفتيش محطات الطاقة، والتي تتضمن تضاريس متنوعة بما في ذلك السلالم والأرصفة والعوائق على الأرض"، "أعتقد أن هناك أوقات لا حصر لها نرغب فيها في إرسال روبوتات للقيام بمهام بسيطة بدلًا من البشر، يمكن القيام بأعمال خطرة وقذرة وصعبة بشكل أكثر أمانًا من خلال الروبوتات التي يتم التحكم فيها عن بُعد".

ويستخدم الروبوت خوارزميتين جديدتين طورهما فريق كيم: خوارزمية الكشف عن نقاط التلامس، وخوارزمية تحكم تنبؤية، تساعد خوارزمية الكشف عن نقاط التلامس الروبوت على تحديد أفضل وقت لساق معين للانتقال من الهواء إلى الأرض، على سبيل المثال، إذا كان الروبوت يسير على غصن خفيف مقابل السير على صخرة ثقيلة صلبة، كيفية تفاعله - ما إذا كان يستمر في الخطو للأمام، أو يتراجع ويأرجح ساقه في الهواء بدلًا من ذلك - يمكنها أن تساعده على التوازن، يقول كيم: "عندما يتعلق الأمر بالانتقال من الجو إلى الأرض، فإن التبديل يجب أن يكون جيدًا جدًا"، "هذه الخوارزمية تدور حول  متى يكون الوقت آمنًا للقيام بخطوة أخرى؟".

وتساعد خوارزمية الكشف عن نقاط التلامس الروبوت على تحديد أفضل وقت للانتقال بين أرجحة القدم والقيام بخطوة استنادًا إلى بيانات الاتجاهات المحيطة ومقاييس التسارع ووضعية المفاصل، والتي تسجل زاوية الساق وارتفاعها بالنسبة للأرض، ويقول كيم عن ذلك "إذا أغلق البشر أعينهم وقاموا بخطوة، فلديهم نموذج عقلي عن مكان الأرض بالنسبة للقدم، ويمكن أن يستعدوا لها، لكنهم يعتمدون أيضا على الشعور بالأرض"، "نحن نوعًا ما نفعل نفس الشيء من خلال الجمع بين عدة مصادر معلومات لتحديد وقت الانتقال".

واعتمد الباحثون خلال إجراء التجارب على قوى غير متوقعة لاختبار الروبوت عن طريق ركله أثناء تحركه وجذبه بعنف أثناء صعوده سلمًا مليئًا بالعوائق، ووجد الباحثون أن الخوارزمية التنبؤية مكنت الروبوت من إنتاج قوى مضادة بسرعة لاستعادة توازنه ومواصلة التحرك، من دون أن يقلب بعيدا في الاتجاه المعاكس.