روبوت Argus يغير مفهوم الحركة الديناميكية

في مختبرات جامعة Duke بمدينة Durham بولاية نورث كارولاينا الأمريكية، يكاد روبوت من نوعٍ مختلف تماماً أن يكون جاهزاً لمواجهة العالم من كلّ اتجاهاتٍ في آنٍ واحد.

بدلاً من السير على خطى الطبيعة وتصميم روبوتات تحاكي شكل الإنسان أو الكلب أو الحشرة، اتّجه البروفيسور Boyuan Chen وفريقه من قسم الهندسة نحو مبدأٍ مختلف كلّياً: التناسق في الحركة، أو ما يسمّيه "التناسق الديناميكي" (Dynamic Symmetry).

ثمرة هذا التفكير كانت روبوت Argus الاسم مستعارٌ من وحشٍ أسطوري متعدّد العيون وهو جسمٌ كرويّ مدوّر تمتدّ منه 20 ساقاً تلسكوبية في كلّ الاتجاهات من نواةٍ مركزية، مزوّدة بكاميرات لاستشعار العمق. لا أمام له ولا خلف، ولا أعلى ولا أسفل؛ يرى ويتحرّك في أيّ اتجاهٍ بلا تأخير.

يقول Chen: «بدلاً من قياس كيفية توزّع الأرجل حول أجزاء مختلفة من الجسم، نقيس مدى سرعة التحرّك في أيّ اتجاه. من قال إنّ الروبوت الذي يساعدنا بأكبر قدرٍ من الفاعلية يجب أن يشبهنا؟»

في الميدان: رمالٌ وغاباتٌ وجدران

في التجارب الميدانية، اجتاز Argus الشواطئ الرملية وكثافة الغابات، متخطّياً العقبات ومستعيداً توازنه بعد الاصطدام. بل إنّه تمكّن من التسلّق بين جدارَين متوازيَين من الطوب عبر حركاتٍ متناوبة بين الشدّ والدفع بأرجله. والأهمّ من ذلك: إذا تعطّل محرّكٌ أو انكسرت ساقٌ واحدة أو أكثر، يواصل الروبوت عمله دون توقّف.

يصف Jiaxun Liu، طالب الدكتوراه والمشارك في تأليف الدراسة المنشورة في مجلة Science Robotics، تجربة مشاهدة Argus لأوّل مرّة بقوله: «مشاهدة Argus وهو يتحرّك لا تشبه مشاهدة أيّ روبوتٍ عملنا معه من قبل. في المرّة الأولى التي رأيناه فيها يشقّ طريقه بين الأشجار والتضاريس الوعرة، حتى تحت الاصطدامات العنيفة، أدركنا أنّ هذا شيءٌ مختلف.»

مبدأ جديد: "التماثل الديناميكي"

أسفر البحث أيضاً عن صياغة مبدأٍ تصميمي جديد أطلق عليه الفريق اسم "التماثل الديناميكي" (Dynamic Isotropy)، يُصنَّف بموجبه أيّ روبوت على مقياسٍ من 0 إلى 1 بحسب قدرته على التسارع بالتساوي في جميع الاتجاهات. معظم الروبوتات المستخدمة اليوم بما فيها الروبوتات الشبيهة بالإنسان والطائرات المسيّرة (Drones) تسجّل أقلّ من 0.6 على هذا المقياس. أما Argus فيسجّل 0.91.

يعلّق Chen: «حين يستطيع الروبوت التسارع بالتساوي في كلّ اتجاه، لا يعود مضطرّاً إلى مواجهة العالم بطريقةٍ بعينها.»

تطبيقاتٌ تتجاوز الشكل

يأمل Chen في أن يُلهم هذا المبدأ تطوير روبوتات الإنقاذ والبحث، والمركبات تحت الماء أو الجوّية، وحتى روبوتات قادرة على الإمساك بالأشياء والتعامل معها.

«بدلاً من بناء يدٍ روبوتية تشبه يد الإنسان... الفكرة هي أن يكون Argus نفسه هو اليد، فيتمكّن من التعامل مع الأشياء في أيّ اتجاه»، يقول Chen، مضيفاً: «المعرفة التي يمكننا نقلها إلى العالم أعمق بكثيرٍ من مجرّد بناء روبوتٍ قائم أو تقليد نوعٍ موجود في الطبيعة.»