حقق العلم تقدمًا كبيرًا وملحوظًا في مجالي الروبوتات والذكاء الاصطناعي في السنوات الأخيرة، لكن لم تُصنع بعد روبوتات يمكنه أن يتفوق على أفضل ما تقدمه الطبيعة، ويستكشف بحث جديد الأسباب الرئيسية وراء ذلك.
وصل الباحثون إلى استنتاج جديد ومفاجئ تمامًا بعد مراجعة أكثر من مئة دراسة سابقة والاستدلال بها، ووضع الروبوتات في مواجهة الحيوانات لدراسة القدرات المختلفة، مثل القوة والإطار والتشغيل والاستشعار والتحكم.
بينت النتائج الجديدة أن قدرات الروبوتات الحالية لا تقل شيئًا عن ما يوجد في الطبيعة، لكن تكمن المشكلة في عدم التوصل بعد إلى طريقة تجمع بين كل هذه العناصر المختلفة معًا.
يقول المهندس الميكانيكي كوشيك جايارام من جامعة كولورادو بولدر: «ما تزال الروبوتات ذات كفاءة محدودة عند الحديث عن مستوى النظام بأكمله. نواجه تحديات ومقايضات للموازنة متأصلة في التصميم، إذا حاولنا تحسين شيء واحد مثل السرعة الأمامية، فقد نخسر شيئًا آخر، مثل القدرة على الدوران».
يشير جايارام على سبيل المثال إلى روبوت مستوحى من الصرصور ساعد في تطويره في عام 2020. يتحرك بسرعة إلى الأمام والخلف، لكنه يواجه صعوبات عندما يحين وقت تغيير الاتجاه أو التحرك فوق سطح غير مستو.
يمكن الاستفادة من مقايضات التوازن بجمعها معًا أيضًا، إذ يؤدي عادةً الجمع بين ميزتين بعيدتين عن بعضهما إلى تحسين أداء النظام كليًا.
يرجح أن هذا النوع من التفاعل يظهر في الأنظمة المعقدة فقط، إلا أنه من الصعب -إن لم يكن من المستحيل- التنبؤ بإمكانية حدوثه.
يشير الباحثون أيضًا إلى أن حتى أصغر الحشرات تتفوق على معظم الروبوتات في استشعار العالم من حولها وتكييف تصرفاتها معه. تُعد المرونة وخفة الحركة أمرين في شدة الأهمية عند التحرك بسرعة وأمان.
تبرز أيضًا معضلة الاستطاعة. ففي حين أن المحركات والبطاريات تتفوق على الأنسجة والعضلات بمقاييس معينة، فإن الاستطاعة في الحيوانات تتكامل تمامًا مع المعلومات الحسية في نفس الوحدات الفرعية الخلوية.
يقول جايارام: «نستطيع القول إن الحيوانات تُجسد مبدأ عمل النظام التصميمي الذي نسعى إليه عند صنع الروبوت تجسيدًا ممتازًا. لا شك أن الطبيعة فيها الكثير من الدروس والتجارب المفيدة».
تظهر إحدى أبرز الدوافع التي ساعدت في إجراء البحث الجديد في إلهام المهندسين لبناء روبوت أكثر مرونة وذكاءً، وأكثر قدرة على التكيف مع طريقة الحركة المعتمدة في أثناء التجربة.
يفيد الاقتراح المقدم من فريق البحث في التركيز على تحسين بناء وحدات فرعية وظيفية، إذ تدمج العناصر المختلفة تمامًا على نحو مشابه لما يوجد داخل جسم الحيوانات، أي دمج العناصر مثل القوة والاستشعار والحركة.
سيوفر هذا التكتيك المزيد من الفرص لاستكشاف المقايضات السلبية والخصائص الناشئة المحتملة في الروبوت، وستظل الفهود والصراصير متفوقة حتى التوصل إلى فهم أفضل لهذه العوامل.
يقول جايارام: «يزعجني الأمر بصفتي مهندسًا، فقد استطعنا خلال 200 سنة فقط من الهندسة المكثفة إرسال مركبات فضائية إلى القمر والمريخ وغيرها الكثير. يحيرني أننا لا نملك حتى الآن روبوتات أفضل بكثير مما نجده في الأنظمة الحيوية والحركية التي توفرها الطبيعة».
اقرأ أيضًا:
صعود الروبوتات في المتاجر من سيتأثر
الصين تخطط لإنشاء روبوت يقوم بأعمال البناء على سطح القمر
ترجمة: طاهر قوجة
تدقيق: جعفر الجزيري
