في أبحاث علم الروبوتات أصبح نظام المحاكاة أداة أساسية في عمل علماء الروبوتات. والسبب في ذلك أن تصميم الإصدارات المتتالية من الروبوتات الحقيقية وصنعها واختبارها أمر مكلف ويستغرق وقتًا طويلا، وإذا كان من الممكن تنفيذ جزء من هذا العمل في العالم الافتراضي بدلًا من العالم الحقيقي، فيمكن تقليص أوقات التطوير، وربما تتحسن أيضًا فرص الحصول على روبوت يعمل من أول مرة بشكل كبير.

يتضمن نظام محاكاة الروبوت ثلاث خصائص أساسية. أولاً: يجب أن يوفر عالما افتراضيا ثانيًا: يجب أن يوفر وسيلة لإنشاء نموذج افتراضي للروبوت الحقيقي. وثالثًا: أن يجب يسمح بتركيب وحدة التحكم في الروبوت «وتشغيلها» على الروبوت الافتراضي في العالم الافتراضي، وبعد ذلك تحدد وحدة التحكم كيفية تصرف الروبوت عند تشغيله في نظام المحاكاة. ويجب أن يوفر نظام المحاكاة أيضًا تصورًا للعالم الافتراضي والروبوتات الافتراضية فيه حتى يتمكن المصمم من فهم ما يحدث.

يجب أن يكون أول هذه المتطلبات، وهو العالم الافتراضي قابلا للتخصيص. ويجب أن يسمح للروبوت المطور أن يكون قادرًا على إنشاء نسخة مطابقة من بيئة التشغيل الحقيقية للروبوت، وتزويدها بالأجسام التي يتعين على الروبوت استشعارها أو التفاعل معها أو التحكم فيها ماديا. والأهم من ذلك أن العالم الافتراضي يحتاج إلى محاكاة فيزياء العالم الحقيقي، بدرجة مقبولة من الدقة، بحيث عندما تتصادم الأجسام الصلبة مثلا، لا تمرُّ ببساطة بعضها من خلال بعض، بل تتصرف كما يحدث في الواقع ينبغي محاكاة الجاذبية وقوى الاحتكاك أيضًا، حتى تكون حركات الروبوت الافتراضي عند التسارع أو التباطؤ واقعية بالنسبة لنوع العجلات أو الأرجل التي يمتلكها الروبوت والسطح الذي يتحرك عليه.

لتلبية المطلب الثاني، يجب أن يوفر نظام المحاكاة مجموعة من نماذج أجهزة الاستشعار والمشغلات الحقيقية وإذا كان لدى الروبوت على سبيل المثال مستشعرات اقتراب تعمل بالأشعة تحت الحمراء، فإن المستشعرات الافتراضية يجب أن تتمتع قدر الإمكان بنفس ما تتمتع به نظيراتها الحقيقية من نطاق وحساسية، وبالمثل، يجب أن توفر المحركات الافتراضية في العالم الافتراضي القدر ذاته من الحركة الذي توفره المحركات الحقيقية في العالم الحقيقي عند إعطائها الأوامر ذاتها. ويجب أن تكون الكاميرا الافتراضية في الروبوت الافتراضي قادرة على التقاط الصورة ذاتها التي ستراها الكاميرا الحقيقية عند تثبيتها على الروبوت الحقيقي في الموضع ذاته، وتشير إلى الاتجاه ذاته في العالم الحقيقي. وعلى نحو مماثل، يتعين على المستشعرات الأخرى، مثل مستشعرات اللمس والاقتراب وتحديد المدى بالليزر إنتاج بيانات الاستشعار ذاتها التي ستنتجها المستشعرات الحقيقية لنفس العوائق الموجودة في نفس المواضع، وينبغي أن تكون مطابقة لما يحدث في العالم الحقيقي، وتعتبر هذه المتطلبات تحديات صعبة لمطوري أنظمة محاكاة الروبوتات.

يُوضّح الشكل  صورة شاشة لنظام المحاكاة «ويبوتس»، بينما يحاكي ستة من روبوتات «ناو» التي تشبه البشر وهي تلعب مباراة كرة قدم ثلاثية الفرق. لاحظ أن الصور الصغيرة تظهر ما تراه عينا كل روبوت بملعب المباراة. ويوضح هذا أن أنظمة المحاكاة تحتوي عادةً على نماذج مدمجة لمجموعة من الروبوتات المتوفرة ومن ثم لا يكون هناك حاجة إلى إنشاء نموذج افتراضي للروبوت الحقيقي. تُوضّح الصورة أيضًا المنافسة المفتوحة «روبوستاديوم»، التي تلعب وفقا لقواعد دوري المنصة القياسية الخاصة بكأس الروبوتات «روبوكب»، حيث يمكن لفرق من مبرمجي الروبوتات تطوير خوارزميات كرة القدم الروبوتية واختبارها والتنافس بعضهم مع بعض كل ذلك داخل نظام المحاكاة.

شكل :1 محاكاة لروبوتات «ناو» التي تشبه البشر وهي تلعب مباراة كرة قدم ثلاثية الفرق في نظام املحاكاة «ويبوتس»

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

الكائنات الروبوتية التطورية التكافلية

تطور عقول الروبوتات

تطور أجسام الروبوتات