يعمل اليوتيوبر البريطاني جيمس بروتون بناء روبوت عملاق يمشي على غرار شخصيات حرب النجوم. كما يريد التجول بهذا الروبوت في ملعب التنس الخاص بصديقه، من أجل تقديم محتوى يجذب المشاهدين.
شخصيات حرب النجوم
وسعيًا لتحقيق هذفه كان بحاجة إلى بناء أربع أرجل قوية لما يسمى بـ At-At. والذي ظهر لأول مرة في فيلم The Empire Strikes Back، والتي يمكنه التحكم بها بدقة معينة.
وهكذا ابتكر بروتون نظامًا معقدًا من المحركات والتروس، ليعمل كأجهزة مؤازرة، وهي أجزاء متحركة يمكن مراقبة موضعها والتحكم فيه.
بعد الانتهاء، قام بتصوير نفسه وهو يرتدي زي جندي العاصفة، ويقود مركبة AT-AT. ويعترف قائلاً: “إنها بطيئة نوعاً ما”.
وهو يعمل الآن على نسخة ذات ساقين ستتطلب أرجلاً أكثر استجابة للحفاظ على توازنها أثناء حمل بروتون.
فيما يشرح هذا قائلاً: إن بعض المكونات التي يصممها تشبه “الزنبركات المتغيرة، وهي أجزاء تتحكم في الحركة قادرة على عكس اتجاهها وامتصاص بعض الصدمات من الأرض أسفلها. على سبيل المثال. “يمكنها امتصاص الحمل ديناميكيًا حسب الحاجة.”
في الوقت نفسه لإضفاء الحيوية على الروبوت، تُعدّ المكونات المُفعّلة للحركة، أو المشغّلات، أساسية.
بشكل عام، يمكن للمشغّلات أن تتحرك للداخل والخارج، أو أن تدور في دائرة، وهناك العديد من الطرق المختلفة للقيام بذلك.
حبث إن الجمع بين المحركات والأجسام أو الأطراف الاصطناعية يسمح لك بإنشاء أشياء مثل ذراع روبوتية، أو كلب روبوتي، أو إنسان آلي.
إذا أرادت الروبوتات أن تصبح أكثر تطوراً، فسيتعين عليها أن تمتلك محركات أكثر كفاءة ودقة وذكاءً.
كيف تتحرك الروبوتات؟
بينما عدد قليل نسبياً من الشركات اليوم يمكنها تصنيع المحركات على نطاق واسع وبمستوى عالٍ من الدقة. ولا تزال هذه المكونات بعيدة كل البعد عن العضلات المصممة هندسياً بشكل لا يصدق والتي تسمح للروبوتات بالتحرك بهذه الرشاقة والكفاءة.
من الناحية النظرية، يمكن لجيل جديد من المحركات أن يمكّن من الانتقال من الروبوتات المتعثرة إلى آلات أكثر رشاقة وحركة.
عن هذا، يقول مايك تولي من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: “لفترة طويلة، استخدم علماء الروبوتات محركات التيار المستمر لتحريك الروبوتات”.
في حين يعد هذا المحرك رائعًا إذا كنت ترغب في تدوير مروحة، على سبيل المثال، لأنه يعمل بشكل جيد عند السرعات العالية مع عزم دوران منخفض.
لكن “تولي” يشير إلى أن حركة البشر لا تشبه حركة المراوح على الإطلاق. “نريد أن نكون قادرين على رفع الأشياء ودفعها والقيام بأشياء تتطلب قوة وعزم دوران كبيرين.”
وإذا ما تحرك ذراع روبوت نحوك، فمن الضروري لأسباب تتعلق بالسلامة أن تتمكن من إيقافه فورًا ودفعه للخلف دون أن تُصاب بأذى. أي عكس حركته في الحال. وهذا يتطلب، أولًا، مشغِّلًا عكسيًا.
في الوقت نفسه المحركات البسيطة التي لا تمتلك هذه الإمكانية تشبه إلى حد ما سيارات ناقل الحركة اليدوي التي تحتاج إلى تغيير وضعية الرجوع للخلف.
إلى جانب هذا، تضيف “جيني ريد”، مديرة برنامج براعة الروبوتات في آريا، وهي وكالة تمويل تكنولوجي: “هناك مشكلة أخرى تواجه الروبوتات اليوم وهي أنها تنفد بطارياتها بسرعة. المحركات الكهربائية سيئة للغاية في هذا الأمر”.
وأخيرًا، تميل المحركات الصغيرة جدًا المصنوعة باستخدام المحركات الكهربائية التقليدية إلى أن تصبح ساخنة جدًا لدرجة تضر بها .
بطاريات الروبوتات
تعمل شركة Schaeffler، التي يقع مقرها الرئيسي في ألمانيا، حاليًا على تطوير محركات لصالح شركة Humanoid البريطانية المتخصصة في الروبوتات.
وتهدف Schaeffler إلى تطوير مكونات تتيح حركة عالية الكفاءة في استهلاك الطاقة ودقيقة التحكم. وهو أمر ضروري لتمكين الروبوتات ثنائية الأرجل من التحرك والعمل بأمان جنبًا إلى جنب مع البشر.
في الوقت نفسه يتضمن جزء من هذا النهج تطوير محركات تخرج كميات كبيرة من البيانات حول وضعها الحالي ووظيفتها. بحيث يمكن لأجهزة الكمبيوتر تعديل تشغيلها في الوقت الفعلي. ولكن يجب أن تتطور الأجهزة أيضًا.
علاوة على أن شركة شيفلر تأمل في استخدام الروبوتات في مصانعها. على سبيل المثال، لتحميل القطع المصنعة حديثًا من سيور النقل إلى الغسالات، قبل تغليفها للشحن.
Boston Dynamics
لجأت شركة Boston Dynamics الرائدة في مجال الروبوتات، ومقرها الولايات المتحدة، إلى شركة Hyundai Mobis الكورية الجنوبية. وهي شركة مصنعة لقطع غيار السيارات في الغالب للحصول على جيل جديد من المحركات.
لا تزال المحركات الحديثة، حتى أحدثها، تُصنع في الغالب من المعادن والبلاستيك الصلب والإلكترونيات. لكن ثمة أفكار أخرى مطروحة
مثل أن هناك روبوتات مرنة تعمل بالهواء، قادرة على السير على الأرض ثم الدخول إلى الماء. أيضًا يقوم روبوت سداسي الأرجل، خالٍ من الإلكترونيات، بتحريك أرجله للمشي عند ضخ الهواء داخل وخارج أنبوب. والهدف النهائي هو روبوتات أكثر رشاق” بكثير من روبوتات اليوم.