تخيل مجموعة من الروبوتات المرسلة إلى مبنى منهار للبحث عن ناجين (ربما تكون مزودة بشوارب اصطناعية ....). الروبوتات صغيرة ومتنقلة.

ويعتبر حجمها الصغير ميزة بالطبع ؛ لأنه يمكنها من الوصول إلى المساحات الصغيرة ويمكن عددًا كبيرًا من الروبوتات المتنقلة الصغيرة من البحث في المبنى بسرعة. لكنه مبنى منهار؛ مما يعني أنه من المحتمل أن تكون هناك عوائق لا تستطيع هذه الروبوتات تخطيها بسبب صغر حجمها، ربما فجوات بسبب انهيار جزء من الأرض، أو سقوط عوارض أو خزائن مكتبية تسد مسار الروبوت ويتعذر على الروبوت تسلقها بسبب ارتفاعها الشديد.

ماذا لو كان الروبوت عند مواجهة مثل هذه المشكلة قادرًا على استدعاء روبوتات أخرى قريبة ؟ وعندما يتجمع عدد كاف من الروبوتات تتحد جسديًا معا لتشكيل روبوت أكبر قادر على تخطي الفجوة أو تسلق العقبة العالية. وعند الوصول إلى الجانب الآخر من العقبة تتفكك الروبوتات وتتفرق وتواصل بحثها كروبوتات فردية بعد ذلك، يعثر روبوت على أحد الناجين، لكن السقف فوق الناجي هش وقد ينهار. فيستدعي الروبوت الروبوتات الأخرى مجددًا وتتجمع ذاتيًا في هيكل مختلف ثلاثي الأبعاد، وتنشئ هذه المرة صدفة - ما يشبه ملجاً روبوتيا قويا – فوق رأس الناجي والجزء العلوي من جسمه، تقوم الروبوتات بذلك وتوفر في الوقت ذاته الإسعافات الأولية للناجي، إضافة إلى التواصل الصوتي والمرئي الضروري بين الناجي وعمال الإنقاذ خارج المبنى، وكذلك بيانات الموقع. وبهذا، يوفر سرب الروبوتات الدعم والمساعدة الماديين للناجي حتى يتمكن عمال الإنقاذ من إخراجه بأمان من المبنى.

قد يبدو هذا السيناريو كشيء من الخيال العلمي، لكنه ليس بعيد المنال. يوجد مشروع بالفعل يُسمى «سيمبراين» يطور تقنيات علم الروبوتات الأساسية اللازمة لتحقيق هذه الرؤية. ويجمع سيمبراين بين أفكار من أسراب الروبوتات المتباينة، والروبوتات التركيبية أو الذاتية التجمع، والروبوتات التطورية، والعناصر القوية للتصميم والإلهام الأحيائي يهدف مشروع سيمبراين إلى إنشاء سرب من الروبوتات المتباينة تتمتع بقدرات عالية على المستوى الفردي (من حيث الاستشعار والتواصل)، وتتنقل بشكل مستقل، وقادرة عند الضرورة على التجمع ذاتيًّا بشكل مستقل وتكوين كائنات ثلاثية الأبعاد. يعتمد الشكل والهيكل المحددان الذي سيتخذه كائن السيمبراين على طبيعة المهمة الملقاة على عاتق روبوتات السيمبراين وسيكون من المستحيل بالطبع التنبؤ بجميع الأشكال الممكنة التي يمكن الاحتياج إليها؛ لذا فالفكرة الأساسية أن السيمبراين سيكون قادرًا على التكيف مع هياكل جسدية جديدة، أو التطور إليها فعليا في حقيقة الأمر. والأهم من ذلك أن عملية التجمع الذاتي يمكن عكسها؛ فعندما لا تكون هناك حاجة إلى الكائن، سيتفكك بشكل مستقل إلى الروبوتات الفردية المكونة له وبهذا، فإن الروبوتات الفردية تتناوب بين وضع السرب، حيث تعمل بشكل أساسي في وضع ثنائي الأبعاد، ووضع الكائن. أنشأ فريق مشروع سيمبراين، بقيادة بول ليفي وسيرج كيرنباخ، ثلاثة أنواع من الروبوتات الأساسية المصممة للتعاون بشكل تكافلي هذه الأنواع الثلاثة هي: روبوت «باکبون» وروبوت «أكتيف وييل وروبوت «سكاوت». كل من هذه الروبوتات قادر على التنقل المستقل، وله أيضًا مفصل رزي يعمل بالطاقة ويختلف كل روبوت في طريقة التنقل والتكوين الجسدي ومن ثم تتنوع القدرات ونقاط القوة.

تشترك الروبوتات الثلاثة في واجهة إرساء واحدة مزودة بمنافذ إرساء على عدة أوجه؛ مما يمكن كل روبوت من أن يلتحم فعليا مع روبوتين آخرين على الأقل. وتوفر واجهة الإرساء آلية قفل قوية ميكانيكيا تعمل بمحرك، إضافةً إلى وصلات كهربائية توفر ناقلا للطاقة، إلى جانب اتصالات الشبكات السلكية بين الروبوتات الملتحمة.

 من وجهة نظر بيولوجية من المفيد والمناسب نوعا ما أن نتخيل روبوتات السيمبراين الفردية بوصفها خلايا مفردة و«كائن» السيمبراين بوصفه كائنا متعدد الخلايا. فنحن لدينا ثلاثة أنواع من الخلايا في كائن واحد، لكنها قادرة على التعاون بشكل تكافلي ومشاركة موارد الطاقة على سبيل المثال، أو الاستفادة من القدرة الحركية المتزايدة بشكل كبير للكائن المتعدد الخلايا ككل.

 ان دور روبوت السيمبراين الفردي أو الخلية داخل الكائن يعتمد بدرجة كبيرة بالطبع على موقعه المادي داخل ذلك الكائن، ومن الواضح أن خلايا الكائن الروبوتية تحتاج إلى تنسيق أفعالها حتى يتمكن الكائن من السير أو التسلق أو سد الفجوات، على سبيل المثال. لذلك يتمتع الكائن بالفعل بالقدرة على القيام بعملية مشابهة لتمايز الخلايا عندما يتجمع كائن السيمبراين ذاتيًا، ستحتاج الخلايا الروبوتية الفردية إلى اعتماد وظيفة متخصصة وفقًا لموقعها وعندما تتفكك ذاتيا، فإن الخلايا الروبوتية الفردية ستعود نوعا ما لتصبح روبوتات غير متمايزة تشبه الخلايا الجذعية».

قد تجد بعض الخلايا الروبوتية نفسها على سبيل المثال في هيئة عناصر هيكلية صلبة، لا يُطلب منها التحرك أو العمل خلال وجودها في الكائن حيث تؤدي دور الخلايا العظمية. وقد تجد الخلايا الروبوتية الأخرى نفسها تعمل كخلايا «ركبة»، فتنحني، عند الحاجة، لتشكيل حركات رجل الكائن في أثناء السير وتمتد التشبيهات الحيوية إلى أبعد من ذلك. فنظرًا لأن بعض الخلايا الروبوتية في الكائن الحي سيكون لها متطلبات طاقة أكبر من غيرها - على سبيل المثال، تتطلب خلايا الركبة طاقة أكبر من الخلايا العظمية - فلن يوفر ناقل الطاقة في كائن السيمبراين مشاركة الطاقة فحسب، بل سيحافظ على استتبابها أيضًا، لتوفير التوازن المناسب للطاقة في جميع أجزاء الكائن. علاوة على ذلك، نحن بحاجة إلى قبول أن الخلايا الروبوتية الفردية ستواجه أعطالًا. حتى مع وجود روبوتات وكائنات مصممة جيدًا باستخدام أعداد صغيرة من الخلايا الروبوتية (أي أقل من عشرين)، فإن التعقيد الكلي للكائن يعني أن الأعطال ستكون حتمية. لذلك، ستحتاج كائنات السيمبراين إلى نظام مناعة اصطناعي قادر على اكتشاف أي عطل في الخلية الروبوتية الفردية والتعويض عنه بطريقة ما.

يُوضح الشكل 1 (الشكل العلوي) كائنا ثلاثي الأبعاد داخل نظام محاكاة سيمبراين يتكون هيكله الجسدي من سبعة روبوتات لتشكيل روبوت سداسي الأرجل يشبه الحشرات. يمثل «الرأس» على اليسار روبوت «سكاوت». والثلاثة أزواج من «الأرجل» هي روبوتات «أكتيف وييل»، يتصل كلٌّ منها بمفاصل لرفع الكائن بأكمله عن الأرض. وبين كل روبوت عجلات نشطة يوجد روبوت «باكبون»، و«الذيل على اليمين هو أيضًا روبوت باكبون»؛ ويبدو الأمر كما لو أن الكائن يحتوي على ثلاثة أجزاء، يتكون كل منها من روبوت «أكتيف وييل» وروبوت «باكبون». يظهر الروبوت السداسي الأرجل وهو يستخدم أرجله وعموده الفقري للتسلق إلى منطقة مرتفعة، وهو أمر لا يمكن لأي ربوت فردي أن يفعله بمفرده.

 لتشكيل الكائنات الموضحة في الشكل 1، تلتحم روبوتات سيمبراين الفردية بعضها مع بعض لتتجمع ذاتيا في شكل ثنائي الأبعاد كأشكال جسم مستوية، كما هو موضح في الشكل 1 (الشكل السفلي). بعد ذلك، ينسق الكائن المسطح عمل المحركات المختلفة في مفاصل الخلايا الروبوتية المكونة له لرفع نفسه عن الأرض ويصبح: كائنا ثلاثي الأبعاد.

لقد صمم هيكل جسد كائن السيمبراين الموضّح في الشكل 1 يدويا. ومع ذلك،فإن من أهداف المشروع تطوير الهياكل الجسدية وتضمين عملية التطور الاصطناعي داخل الروبوتات ذاتها، وهي تقنية تعرف باسم التطور المستمر. ويعد هذا النهج بأن يكون الروبوت ككل قادرًا، في أثناء التشغيل، على تطوير الهياكل الجسدية، على النحو الأمثل لتلبية الاحتياجات الخاصة للمهام التي يتعين عليه إنجازها.

شكل :1 كائن سيمبراين. الشكل العلوي: تصور لكائن ثلاثي الأبعاد. الشكل السفلي روبوتات سيمبراين من نوع «باكبون» و«أكتيف وييل» في عملية التجمع الذاتي المستقل.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

شعبة الشهداء والجرحى تباشر مرحلة التدقيق الشامل لأكثر من 10 آلاف إضبارة مؤرشفة

قسم الشؤون الفكرية يصدر كتابًا تخصصيًّا في إعراب الصحيفة السجادية وبيانها

أكاديمية التطوير الإداري تنظم ورشة عن الإتيكيت الوظيفي لطلبتها

سماحة السيد الصافي يزور معهد الكفيل للنطق والتأهيل المدرسي ويشيد بالدور الإنساني والتربوي لملاكاته

المزيد

الآخبار الصحية

العلاج بالماء البارد.. باحثون يكشفون فوائده الصحية

من دون صالة رياضية.. عادة بسيطة لتحسين الصحة وخسارة الوزن

لصحة القلب وتفادي السرطان.. استهلك هذا النوع من الطعام

دراسة تحذر من خطر شرب القهوة في أكواب البلاستيك

المزيد

الآخبار التكنلوجية

إنجاز طبي تاريخي.. جراحة قلب بلا شق في الصدر

اليابان.. مراحيض توفر فحص للحالة الصحية عبر "تحليل البراز" !

اختراق واسع لمنصة "إنستغرام".. ونشر بيانات على "الدارك ويب"

علماء يحذرون: هكذا سيفنى كوكب الأرض

المزيد

مواضيع ذات صلة

كيف سيشعر بك الروبوت رفيقك؟

روبوت رفيق يشبه البشر

الروبوتات الميكرومترية

الروبوتات المليمترية

الروبوتات السنتيمترية

سرب من الروبوتات الطبية الدقيقة

كيف سيكون الروبوت عالما؟

كيف ستبدو المركبة الجوالة وكيف ستتحرك؟

عالم كواكب روبوتي مستقل

أنظمة محاكاة الروبوتات

تطور عقول الروبوتات

تطور أجسام الروبوتات