وقد أثبتت الروبوتات رباعية الأرجل المستوحاة من الكلاب قدرتها على أداء مجموعة متنوعة من المهام، بدءًا من مراقبة الملاعب الرياضية عن بعد وتوجيه الأشخاص المكفوفين إلى فحص مناطق البحث التي يحتمل أن تكون خطرة . تكون هذه الروبوتات بشكل عام أكثر مرونة من نظيراتها الضخمة التي تسير على قدمين، لكنها فشلت في الغالب في مجاراة الرشاقة والروح الرياضية التي تتمتع بها الكلاب ذات الفرو الملهمة. الآن، يقوم روبوت جديد بتحجيم الجدار بدفع حدود ما تستطيع هذه الحيوانات الرباعية القيام به، وهو يفعل ذلك مع قليل من الذوق.
يحاول باحثون من ETH Zurich سد فجوة التنقل بين الروبوتات والحيوانات باستخدام روبوت جديد عالي الحركة قادر على الجري والقفز والزحف في طريقه عبر مسارات العوائق.
يلعب
الباحثون، الذين نشروا نتائجهم في مجلة Science Robotics هذا الأسبوع، شرعوا في تعليم ANYmal، وهو روبوت رباعي الأرجل يبلغ وزنه 100 رطل من صنع شركة ANYbotics، كيفية تقليد "العدائين الأحرار" من البشر الذين ينخرطون في رياضة تحت الأرض يشير إليها الكثيرون باسم "الباركور". ".
باختصار، تتمحور رياضة الباركور حول الانتقال من نقطة إلى أخرى بأسرع طريقة ممكنة، وغالبًا ما تتضمن الزحف السريع والقفز عبر العوائق على طول الطريق. يتطلب الباركور، الذي يتم إجراؤه في مضمار العوائق أو حتى في المناطق الحضرية المزدحمة، مزيجًا من الألعاب الرياضية واتخاذ القرارات السريعة. كان ANYmal على مستوى المهمة. تمكن الروبوت المُحسّن حديثًا من إكمال دورة الباركور الأساسية بالأسفل متحركًا بمعدل ستة أقدام في الثانية.
كيف تعلم ANYmal رياضة الباركور؟
يُظهر مقطع فيديو لـ ANYmal المدرب حديثًا وهو يعمل والذي شاركته ETH Zurich الروبوت السمين الأحمر وهو يتسلق درجًا خشبيًا صغيرًا قبل أن يقود فجوة صغيرة للهبوط على منصة أخرى. دون أن يكسر خطوته، يتقدم الروبوت للأمام ثم يغوص للأسفل ليتدافع تحت أي عائق في حركة تشبه حشرة التنظيف. قام ANYmal بدفع نفسه سريعًا للأعلى حتى يتمكن من التسلق عموديًا إلى أعلى صندوق آخر أطول قليلاً من جسمه. يُظهر الفيديو الروبوت وهو يكمل الدورة حتى عندما يتم تخطي العوائق بترتيبات مختلفة.يستخدم ANYmal أجهزة استشعار الليزر الموجودة على متن الطائرة للتعرف على بيئته وإنشاء خرائط يمكن استخدامها لتخطيط مسار السفر وتنفيذه بشكل مستقل. أربع أرجل كربونية خفيفة الوزن و12 محركًا متطابقًا تدفعه نحو هدفه. شرع الباحثون في ETH في تحسين حركة الروبوت باستخدام شبكة عصبية مكونة من ثلاث وحدات منفصلة، كل منها مخصصة للحركة والإدراك والملاحة بشكل انتقائي.
يقول الباحثون في ورقتهم البحثية إنهم طوروا عنصر التنقل في ANYmal لفهم قدرات الروبوت في المشي والقفز والانحناء. ومن خلال تسلحه بهذا السياق، يستطيع ANYmal تعديل سلوكه تلقائيًا اعتمادًا على نوع العوائق التي تم منعها. النتيجة النهائية: روبوت يمكنه التعرف بسرعة على مجموعة من العقبات والتعامل معها واجتيازها
هم.
يُقال إن طالب الدكتوراه في ETH، نيكيتا رودين، أحد الباحثين الذين يعملون على تحسينات ANYmal، هو نفسه من عشاق رياضة الباركور وقد استفاد من هذه التجربة أثناء البحث.
قال رودين مؤخرًا لمجلة ساينس ديلي : "قبل بدء المشروع، اعتقد العديد من زملائي الباحثين أن الروبوتات ذات الأرجل قد وصلت بالفعل إلى حدود إمكاناتها التنموية، لكن كان لدي رأي مختلف" . "في الواقع، كنت متأكدًا من أنه يمكن فعل الكثير باستخدام آليات الروبوتات ذات الأرجل."
قام الباحثون بتدريب النموذج على أمثلة من العدائين الأحرار من البشر الذين أكملوا دورات الباركور. تعلم ANYmal مهاراته الجديدة من خلال التجربة والخطأ الأساسيين في بيئات المحاكاة المتكررة. وفي نهاية المطاف، تم نشر الروبوت في دورة تدريبية حول العقبات المادية حيث استخدم تلك الدروس المستفادة في المحاكاة لإكمال الدورة.
"من خلال السعي إلى مضاهاة خفة الحركة التي يتمتع بها المتسابقون الأحرار، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل القيود المفروضة على كل مكون في المسار من الإدراك إلى التشغيل، والتحايل على تلك الحدود، وزيادة قدرات الروبوتات بشكل عام، مما يمهد في المقابل الطريق للعديد من الروبوتات الجديدة. وقال البحث في بيان له: "التطبيقات، مثل البحث والإنقاذ في المباني المنهارة أو التضاريس الطبيعية المعقدة".
يمكن أن يؤدي إلهام الباركور إلى تحسين وسائل الروبوتات للبحث والإنقاذ واستكشاف الفضاء
على عكس العدو الحر البشري، تهدف مهارات ANYmal الجديدة إلى أكثر من مجرد الظهور بمظهر رائع. وبالنظر إلى المستقبل، يعتقد الباحثون أنه يمكن تطبيق تحسينات مماثلة على روبوتات البحث والإنقاذ لمساعدتهم على القفز فوق العقبات أو الاندفاع نحو الصعوبة للوصول إلى المناطق أثناء مهام البحث والإنقاذ. ولاحظ الباحثون أنه في يوم من الأيام، يمكن لهذا النوع نفسه من التطورات أن يساعد في روبوتات استكشاف الفضاء التي تعبر الأسطح الصخرية القاسية للقمر والكواكب الأخرى. يمكن أن ينطبق الموقع الإضافي أيضًا على الروبوتات رباعية الأرجل التي تقوم بالتحقيق في المناطق الخطرة في مصادم الهادرونات الكبير في جنيف، سويسرا.حالات الاستخدام هذه، في الوقت الحالي، لا تزال افتراضية إلى حد كبير. في غضون ذلك، ستنضم ANYMal إلى أمثال روبوتات Spot وAtlas من شركة Boston Dynamics في القائمة المتزايدة باستمرار من الآلات المعدنية التي تؤدي أعمالًا رياضية خارقة كانت في السابق محفوظة للكائنات الحية.
