هندسة روبوتية بشرية مبسطة: المكونات الأساسية وأفضل تصميم
الروبوتات البشرية الأساسية معقدة للغاية وتتكون من عدة مكونات رئيسية. تعمل هذه المكونات معًا لتمكين الروبوت من الحركة والتفاعل وأداء المهام مثل البشر.
- بنية الجسم: هذا هو الهيكل العظمي للروبوت، الذي يحاكي بنية جسم الإنسان. ويشمل الرأس والجذع والأطراف والمفاصل، مما يوفر الدعم والقدرة على الحركة. وعادة ما يكون الهيكل مصنوعًا من مواد خفيفة الوزن مثل المعدن والبلاستيك. تتمتع الروبوتات البشرية الحديثة بمفاصل مرنة تسمح بالحركة الطبيعية، على غرار البشر.
- المحركات: تعمل المحركات على تحريك مفاصل الروبوت وأطرافه، على غرار العضلات البشرية. وهي تشمل المحركات، والمحركات المؤازرة، والأنظمة الهيدروليكية أو الهوائية. وتتيح المحركات القيام بأفعال مثل المشي، ورفع الأشياء، وثني الأطراف. وهي ضرورية للحركة الدقيقة والسلسة، وخاصة في المهام المعقدة.
- المستشعرات: تساعد المستشعرات الروبوت على إدراك بيئته والتفاعل معها. تشمل المستشعرات الشائعة مستشعرات الرؤية (الكاميرات، الليدار)، والمستشعرات السمعية (الميكروفونات)، والمستشعرات اللمسية. تساعد مستشعرات الرؤية الروبوت على رؤية الأشياء والتعرف عليها، بينما تساعده المستشعرات السمعية على اكتشاف الأصوات والأصوات. تمكن المستشعرات اللمسية الروبوت من الشعور باللمس والضغط.
- نظام التحكم: يقوم نظام التحكم بمعالجة بيانات المستشعر وتوجيه تصرفات الروبوت. وهو يشمل الأجهزة (المعالجات والواجهات) والبرامج (أنظمة التشغيل وخوارزميات الحركة). ويخطط نظام التحكم للحركة ويضمن أن الروبوت يؤدي مهام مثل المشي وتجنب العوائق والإمساك بالأشياء.
- مصدر الطاقة: يوفر مصدر الطاقة الطاقة اللازمة لتشغيل مكونات الروبوت. ويتكون عادة من بطاريات، مثل بطاريات الليثيوم أيون أو البطاريات ذات الحالة الصلبة. وتعتبر سعة البطارية ووقت التشغيل ضروريين لكفاءة الروبوت. كما أن إدارة الطاقة أمر بالغ الأهمية، وخاصة بالنسبة للروبوتات ذات الأحمال الثقيلة.
- نظام الاتصالات: يسمح نظام الاتصالات للروبوت بالتفاعل مع الأجهزة الخارجية أو البشر. ويشمل تقنيات لاسلكية مثل Wi-Fi وBluetooth و5G. يتيح التعرف على الصوت للروبوت فهم الأوامر، كما يتيح التوليف الصوتي للروبوت التحدث. كما تُستخدم الشاشات المرئية أو التعرف على الإيماءات للتواصل.
- التفاعل بين الإنسان والروبوت (HRI): تتيح واجهة التفاعل بين الإنسان والروبوت التفاعل بين الإنسان والروبوت. وهي تتضمن واجهات بديهية مثل التحكم في الكلام، والشاشات التي تعمل باللمس، والتعرف على الإيماءات. وتجعل هذه التقنيات التواصل مع الروبوتات طبيعيًا وفعالًا.
تعمل هذه المكونات معًا لمساعدة الروبوتات الشبيهة بالبشر على أداء المهام مثل البشر. بدءًا من التعامل مع الأشياء الأساسية وحتى التعاون المتقدم بين الإنسان والروبوت، أصبحت الروبوتات الشبيهة بالبشر أكثر ذكاءً وتنوعًا، مع تطبيقات محتملة في مجالات مثل الرعاية الصحية والتعليم والخدمة المنزلية.
تصميم رائع للروبوتات البشرية
هناك العديد من تصميمات الروبوتات الشبيهة بالبشر المتميزة في العالم، وكل منها يتميز بتكنولوجيا مبتكرة وخصائص فريدة. وفيما يلي بعض التصميمات الأكثر شهرة:
- يُعرف Atlas من Boston Dynamics بقدرته المتقدمة على الحركة والمرونة. فهو يستطيع المشي والقفز والجري وحتى القيام بحركات بهلوانية للخلف. كما أن توازنه الممتاز وقدرته على التنقل في البيئات المعقدة تجعله واحدًا من أكثر الروبوتات الشبيهة بالبشر إثارة للإعجاب.
- أسيمو من إنتاج هوندا أسيمو هو أحد أول الروبوتات الشبيهة بالبشر التي لفتت انتباه الجمهور. فهو يحاكي حركة الإنسان وله مظهر ودود. ويمكنه المشي والرقص والجري وحتى التعرف على الوجوه والأصوات. وتجعله قدرات أسيمو التفاعلية وأفعاله المتنوعة أيقونيًا.
- صوفيا من إنتاج شركة هانسون روبوتيكس صوفيا هي روبوت اجتماعي على شكل إنسان آلي يتمتع بملامح وجهية معبرة والقدرة على المحادثة. وبفضل الذكاء الاصطناعي، يمكنها التعرف على الوجوه وإجراء محادثات طبيعية وفهم المشاعر البشرية. وقد اكتسبت صوفيا اهتمامًا كبيرًا من خلال تفاعلها مع الجمهور ووسائل الإعلام.
- تم تصميم Pepper من SoftBank Robotics للتفاعل في البيئات الاجتماعية. يمكنه التعرف على المشاعر والانخراط في المحادثة والمساعدة في بيئات مختلفة، مثل البيع بالتجزئة أو الرعاية الصحية. مظهره الودود وذكائه العاطفي يجعله مثاليًا لأدوار خدمة العملاء.
- روبوتيسبيان من إنتاج شركة Engineered Arts روبوتيسبيان هو روبوت على شكل إنسان مصمم لأداء العروض التفاعلية. يمكنه التحدث والغناء وإظهار تعابير الوجه. وهو مناسب تمامًا للأغراض التعليمية والترفيهية، حيث يتميز بمظهر واقعي وقدرات تفاعل متقدمة.
تمثل هذه التصميمات المتميزة للروبوتات البشرية طليعة علم الروبوتات وتوفر إمكانيات للذكاء الاصطناعي والتفاعلات المستقبلية بين الإنسان والروبوت.
