تعرف على أبولو، "iPhone" للروبوتات البشرية
قد تبدو الكائنات البشرية التي تتولى الأعمال المنزلية أو تبني موائل على سطح القمر وكأنها شيء من الخيال العلمي. لكن الفريق في شركة Apptronik الناشئة للروبوتات ومقرها أوستن يتصور مستقبلًا حيث ستتعامل الروبوتات ذات الأغراض العامة مع الوظائف "المملة والقذرة والخطيرة" حتى لا يضطر البشر إلى القيام بذلك.
تم الكشف يوم الأربعاء عن تصميم أحدث روبوت بشري من شركة Apptronik، والذي يحمل اسم Apollo.
الروبوت على نفس مقياس الإنسان، حيث يبلغ طوله 5 أقدام و8 بوصات (1.7 متر) ويزن 160 رطلاً (72.6 كيلوجرامًا).
يستطيع أبولو رفع 55 رطلاً (25 كيلوجرامًا) وقد تم تصميمه ليتم إنتاجه بكميات كبيرة والعمل بأمان جنبًا إلى جنب مع البشر. يستخدم الروبوت الكهرباء، بدلاً من المكونات الهيدروليكية التي لا تعتبر آمنة، ويحتوي على بطارية تدوم أربع ساعات يمكن تغييرها حتى يتمكن من العمل لمدة 22 ساعة عمل في اليوم.
ولتجنب منطقة "الوادي الغريب"، وهي ظاهرة يشعر فيها البشر بعدم الارتياح إزاء مظهر الروبوت الشبيه بالإنسان، قامت شركة Argodesign ومقرها أوستن بتجهيز أبولو بميزات تهدف إلى الشعور بأنه ودود ومحبوب .
يحتوي الروبوت على لوحات رقمية على صدره توفر اتصالاً واضحًا حول عمر البطارية المتبقي، والمهمة الحالية التي يعمل عليها، ومتى ستنتهي وماذا سيفعل بعد ذلك. يمتلك أبولو أيضًا وجهًا وحركات مقصودة، مثل إدارة رأسه للإشارة إلى المكان الذي سيذهب إليه.
الهدف الأولي لشركة Apollo هو تشغيلها في مجال الخدمات اللوجستية، وتولي أدوار تتطلب جهدًا بدنيًا داخل المستودعات لتحسين سلسلة التوريد من خلال معالجة نقص العمالة. لكن لدى فريق أبترونيك رؤية طويلة المدى لأبولو تمتد للعقد القادم على الأقل.
قال جيف كارديناس، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Apptronik: "هدفنا هو بناء روبوتات متعددة الاستخدامات للقيام بكل الأشياء التي لا نريد القيام بها لمساعدتنا هنا على الأرض، وفي نهاية المطاف استكشاف القمر والمريخ وما بعدهما ذات يوم". .
تصميم جسم بشري
قبل البدء في Apptronik في عام 2016، عمل أعضاء الفريق في مختبر الروبوتات المتمحورة حول الإنسان في جامعة تكساس في أوستن.
يقدم تحدي Space Robotics جائزة بقيمة مليون دولار للفرق التي تنجح في برمجة روبوت افتراضي Robonaut 5 من خلال سلسلة من المهام المعقدة في محاكاة موطن المريخ.
وقال كارديناس: "كان تركيز المختبر يدور حول كيفية تفاعل البشر والروبوتات في المستقبل". "كبشر، أغلى مورد لدينا هو الوقت، ووقتنا هنا محدود. وباعتبارنا صانعي أدوات، يمكننا الآن أن نبني لأنفسنا أدوات تمنحنا مزيدًا من الوقت."
أثناء وجوده في المختبر، تم اختيار الفريق للعمل على فالكيري، وهو روبوت ناسا، خلال تحدي الروبوتات DARPA بين عامي 2012 و2013.
الروبوت، الذي يبلغ طوله 6 أقدام وبوصتين (1.9 مترًا) ويزن 300 رطل (136 كجم)، هو روبوت ذو قدمين قادر على التلاعب والمشي ببراعة (بما في ذلك فوق العوائق وحولها)، وحمل الأشياء، وفتح الأبواب. وفقًا لشون عظيمي، قائد فريق الروبوتات الحاذقة في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا في هيوستن.
وقد تم تعديل وتحسين الروبوت الكهربائي منذ ظهوره لأول مرة في عام 2013، ويجري حاليًا اختباره كمسؤول عن بعد لمنشآت الطاقة غير المأهولة والبحرية في أستراليا.
تعود جذور Apollo إلى تصميم Valkyrie، وقد أمضى فريق Apptronik سنوات في بناء روبوتات ومكونات فريدة بلغت ذروتها في إنشاء روبوت يمكن أن يعمل في بيئات مصممة للأشخاص. وقال كارديناس إن روبوتات خطوط التجميع غالبًا ما يتم تثبيتها على الأرض أو توصيلها بجدار ولا يمكنها العمل إلا في المساحات المصممة لاستيعابها.
وقال كارديناس إنه بدلاً من الروبوتات عالية التخصص التي يمكنها أن تخدم غرضًا واحدًا فقط، أرادت أبترونيك أن يكون أبولو "آيفون الروبوتات".
وقال: "الهدف هو بناء روبوت واحد يمكنه القيام بآلاف الأشياء المختلفة". "إنه تحديث للبرنامج بعيدًا عن القيام بمهمة جديدة أو سلوك جديد."
وفي نهاية المطاف، سيكون سعر أبولو أقل من سعر السيارة المتوسطة. تعتمد الروبوتات التقليدية على أجزاء عالية الدقة. لكن إدخال الكاميرات وأنظمة الذكاء الاصطناعي مكّن من تطوير الروبوتات التي تعتمد بشكل أقل على البرمجة المسبقة وتكون بدلاً من ذلك أكثر استجابة لبيئاتها، مما يعني أن الأجزاء المستخدمة في الإنتاج ميسورة التكلفة، كما قال كارديناس.
هذا العام، تركز Apptronik على تأمين العملاء التجاريين والمصنعين المهتمين بكيفية تحسين Apollo للوجستياتهم. وتهدف الشركة إلى الوصول إلى الإنتاج التجاري الكامل بحلول نهاية عام 2024.
سيبدأ Apollo في إعدادات المصنع والمستودعات للقيام بمهام بسيطة، مثلمثل تحريك الصناديق ودفع العربات. ولكن مع مرور الوقت، ستزداد وظائف أبولو من خلال النماذج والتحديثات الجديدة إلى الحد الذي يمكن استخدامه في البناء، وإنتاج الإلكترونيات، ومساحات البيع بالتجزئة، والتوصيل إلى المنازل، وحتى رعاية المسنين.
تتحرك مثل الإنسان
في قلب تصميم أبولو توجد المحركات، أو عضلات الروبوت. لقد عمل فريق Apptronik على أكثر من 35 تكرارًا للمحركات الأساسية التي تمكن أبولو من المشي وثني ذراعيه والإمساك بالأشياء مثل الإنسان.
قال الدكتور نيك باين، المؤسس المشارك وكبير مسؤولي التكنولوجيا في شركة Apptronik: "يمتلك البشر حوالي 300 عضلة في أجسادنا". "كمهندسين، هدفنا هو تبسيط التعقيد، وبالتالي فإن روبوت أبولو لديه حوالي 30 مجموعة عضلية مختلفة داخل نظامه والتي تحتاجها للقيام بالإجراءات والأنشطة الأساسية."
وقد تم تصميم أبولو لتلبية الاحتياجات اللوجستية، ولكن يمكن أن تذهب في نهاية المطاف إلى الفضاء.
وقد تم تصميم أبولو لتلبية الاحتياجات اللوجستية، ولكن يمكن أن تذهب في نهاية المطاف إلى الفضاء.
قبل أبولو، ركزت شركة أبترونيك على ما أسمته بالروبوت البشري سريع التطور. وبينما تضمن قدرات معالجة محدودة وأذرعًا بسيطة، كان تركيز التصميم على تحسين حركة الروبوت.
قال باين: "إن الطريقة التي نطور بها الروبوتات هي أن نحاول حقًا أن نجعل الأجهزة والبرمجيات ناضجة مع بعضها البعض".
يحتوي رأس أبولو على كاميرا تصور، بينما تساعد المستشعرات الموجودة على جذعه الروبوت على رسم خريطة بزاوية 360 درجة لبيئته وتحديد المكان الذي يمكنه التحرك فيه. ويوجد "دماغ" الروبوت أو الكمبيوتر الرئيسي أيضًا في صدره.
تساعد المستشعرات الروبوت على البقاء في وضع مستقيم أثناء سيره فوق العوائق أو حولها. سيكون هذا النوع من الحركة أمرًا أساسيًا عندما تشق أبولو طريقها إلى بيئات أكثر غموضًا، مثل الهواء الطلق وحتى سطح القمر يومًا ما.
وقال باين: "يجب أن تكون الروبوتات قادرة على العمل في نفس النوع من الفوضى وعدم اليقين الذي يستطيع البشر التعايش معه".
وفي نهاية المطاف، سيكون أبولو مستقلاً، لكن الفريق في أبترونيك لا يزال يريد أن يكون هناك مستوى من التحكم في ما سيفعله الروبوت. وقال كارديناس إنه على الرغم من أن عناصر التحكم ستعمل أولاً عبر الأجهزة اللوحية أو الأجهزة الذكية، إلا أنه في المستقبل، يجب أن يكون الإنسان قادرًا على الذهاب إلى أبولو وإخباره بما يجب عليه فعله.
إلى القمر وما بعده
تعمل شركة Apptronik كأحد شركاء NASA الذين يعملون على تصميمات الروبوتات البشرية. الأرض هي أرض اختبار لأبولو، وفي يوم من الأيام، يمكن لنسخة مستقبلية من الروبوت أن تعمل في ظروف فضائية خطرة حتى لا يضطر البشر إلى ذلك.
وقال باين إن الأمر سيستغرق عدة خطوات في التطوير لإعداد الروبوتات البشرية للعمل في فراغ الفضاء، لذلك قد يذهب أبولو أولاً إلى محطة الفضاء الدولية.
"من أجل استكشاف الفضاء، نحتاج حقًا إلى أنظمة تتمتع بأكثر من مهارة واحدة تكون مرنة وقابلة للتكيف، سواء مع مجموعة متنوعة من المهام التي نعرفها أو ربما بعض المهام التي لن نتوقعها حتى تظهر فعليًا في سياق قال عظيمي: "الاستكشاف".
وقال عظيمي إن البنية الحالية لبرنامج أرتميس التابع لوكالة ناسا، والذي يهدف إلى إعادة البشر إلى القمر وفي نهاية المطاف إنزال مهمات مأهولة على سطح المريخ، تتصور وجود مركبة جوالة مضغوطة على سطح القمر بمجرد مهمة أرتميس السادس المقررة في عام 2030. هذه الفترة من استكشاف القمر في أوائل ثلاثينيات القرن الحالي هي الفترة التي يعتقد فيها عظيمي أن الروبوتات مثل أبولو قد تكون مفيدة أيضًا.
تتمثل فائدة استخدام الروبوتات البشرية مثل أبولو في الفضاء في إمكانية استخدامها لبناء واختبار بيئات مصممة مع وضع البشر في الاعتبار - مثل المواطن القمرية والمريخية - قبل وصول رواد الفضاء. لكن الروبوتات ستواجه تحديات وستحتاج إلى التصميم بقيود أقل من نظيراتها الموجودة على الأرض. على سبيل المثال، قد يحتاج الروبوت الآلي إلى الزحف داخل بيئة مركبة جوالة مماثلة في الحجم للمركبة الترفيهية، ولا يزال يتمتع بالقوة والمرونة لفتح الأبواب المضغوطة، كما قال عظيمي.
"أملي وحلمي هو أن يكون لدينا روبوتات للأغراض العامة يتم إرسالها إلى الفضاء خلال السنوات العشر القادمة وأن نكون قادرين على تحقيق بعض فوائد وجود أنظمة روبوتية يمكن أن تسمح للطاقم بالتركيز بشكل أكبر على قال عظيمي: “الأشياء التي يفعلها البشر بشكل أفضل هي الاستكشاف وتحقيق الاكتشافات العلمية”.