لا من الأمام ولا من الخلف: ابتكر المهندسون روبوتًا فريدًا على شكل قنفذ البحر

مهندسون من مختبر الروبوتات العامة جامعة ديوك (الولايات المتحدة الأمريكية) قدمت نموذجًا أوليًا لروبوت يختلف جذريًا عن النماذج المجسمة المعتادة أو النماذج ذات الأرجل الأربعة. تشبه الآلة، المسماة Argus، قنفذ البحر بصريًا وهي متناحية الخواص تمامًا – فهي قادرة على تحريك وتسريع وإدراك العالم من حولها في أي اتجاه بكفاءة متساوية. وتم نشر مقال يصف هذه التقنية في المجلة الروبوتات العلمية.

رياضيات الحركة المثالية

يقوم مبتكرو معظم الروبوتات الحديثة بنسخ أشكال الأشخاص أو الكلاب أو الحشرات. لكن في العمل الجديد للمؤلفين توصلت إلى استنتاج مفاده أنه لتحقيق أقصى قدر من القدرة عبر البلاد، ليس المظهر هو المهم، ولكن توحيد القدرات البدنية للآلة في جميع الطائرات.

قدم المطورون معيارًا رياضيًا جديدًا – النظائر الديناميكية. تم تصنيفه على مقياس من 0 إلى 1 ويظهر مدى قدرة الروبوت على تسريع مركز كتلته في أي اتجاه. إذا لم يتجاوز هذا الرقم بالنسبة للبشر والطائرات بدون طيار المتقدمة 0.6، فقد سجل أرجوس 0.91، وهو قريب جدًا من الحد الأقصى النظري. وللعثور على هذا الشكل المثالي، قام العلماء بمحاكاة أكثر من 1500 تكوين.

جهاز “الوصي الذي يرى كل شيء”.

حصل الروبوت على اسمه تكريما للعملاق متعدد العيون أرجوس من الأساطير اليونانية القديمة. يتكون الهيكل من قلب مركزي تشع منه 20 ساقًا تلسكوبية معيارية. تتوافق نقاط الارتباط الخاصة بهم مع رؤوس الاثني عشر وجهًا (متعدد السطوح منتظم به 12 وجهًا خماسيًا).

ليس لدى الروبوت مفاهيم “الأمامي” أو “الخلفي” أو “اليمين” أو “اليسار”. يتم تركيب كاميرا استشعار العمق في نهاية كل ساق. هذا التكوين لا يضمن فقط التوزيع المثالي للقوى خلال تتحرك، ولكن أيضًا رؤية بانورامية بزاوية 360 درجة بدون نقاط عمياء.

اختبارات شديدة في البرية

يعتمد التحكم في الروبوت بالكامل على خوارزميات الذكاء الاصطناعي المدربة على المحاكاة. في الاختبارات الواقعية التي أجريت في الحرم الجامعي، وفي الغابات الكثيفة، وعلى الشواطئ الرملية والأسطح الرطبة، كان أداء Argus مذهلاً كفاءة:

• يتحرك فوق العشب والفروع والأوساخ ويتغلب على العوائق التي يصل ارتفاعها إلى 13 سم.
• يستعيد التوازن على الفور بعد الضربات القوية الموجهة.
• يحافظ على حركته ويتأقلم مع المشي حتى لو كانت ثلاث من أرجله مكسورة بالكامل.
• قادر على الضغط على نفسه بين جدارين عموديين متوازيين وتسلقهما.
• حمل حمولات يصل وزنها إلى 4.5 كجم دون فقدان السرعة تقريبًا.

ووفقا لقائد الدراسة بويوان تشين، فإن التناظر الديناميكي هو مبدأ تطوري عالمي تستخدمه الطبيعة لإنشاء الفيروسات والكائنات البحرية القنافذ.

وفي المستقبل، قد تصبح مثل هذه الروبوتات أدوات لا غنى عنها للعمل في الأنقاض والغابات الكثيفة، وحتى في ظروف الجاذبية المنخفضة للغاية على الكواكب الأخرى.