أطراف آلية جديدة قابلة للتثبيت على جسم الإنسان

بدأت فكرة «الإنسان الآلي» أو ما يعرف بـ«الروبوت» بالظهور منذ القرن الماضي، وذلك بهدف تطوير آليات قادرة على إنجاز أعمال محددة قد تكون خطرة، أو لا يستطيع الإنسان تنفيذها، أو بهدف تسريع عمليات الإنتاج في المعامل، وهو ما دفع العديد من العلماء إلى العمل على تطوير الروبوتات التي بدأت منذ ذلك الحين بالدخول في مجالات مختلفة.

وطورت معظم تلك الشركات والمختبرات «روبوتات» لتعمل بشكل منفصل عن الإنسان، في حين نجح باحثو مختبرات معهد «ماساتشوستس» للتقنية في تطوير أطراف روبوتية يمكن للإنسان ارتداؤها وزيادة عدد أطرافه، أي أن مهمة هذه الأطراف تقديم المساعدة والدعم للإنسان أثناء عمله، وليست لتعويضه عن أطرافه الطبيعية في حال فقدانها.

 مهام مزعجة

ويعمل باحثو المعهد على تطوير «الأطراف الروبوتية الداعمة» SRL لمساعدة الإنسان على أداء المهام المزعجة وغير المريحة، والتي يستعصي على المستخدم إنجازها بمفرده، إذ استعرض الباحثون نماذج جديدة منها، وذلك خلال «مؤتمر جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات» IEEE المتخصص في الروبوتات والأتمتة ICRA، والتي جرت فعالياته يونيو الجاري في هونغ كونغ، ويأتي أحد هذه النماذج بطرفين قابلتين للتثبيت على الأكتاف، أما النموذج الآخر فيمكن تثبيته على خصر المستخدم.

وتم تصميم «الأطراف الروبوتية الداعمة» والقابلة للتثبيت على الأكتاف لتوفر المساعدة للإنسان في أداء الأعمال التي يجب عليه تنفيذها على ارتفاع يزيد على الذي تستطيعه يداه، أو لتثبيت الأجسام فوق رأسه عند تنفيذه مهمة ما بيديه الطبيعيتين، إذ استعرض الباحثون فيديو لعامل بناء يثبت السطح بذراعيه الآليتين، واستخدام المطرقة لأداء مهمة أخرى بذراعيه الطبيعيتين.

وفي مثالٍ آخر، يمكن لمستخدم هذه الأطراف الروبوتية الاستفادة منها للمساعدة على فتح الأبواب عند تعذر ذلك عليه، بسبب حمله شيئاً ما بكلتا ذراعيه الطبيعيتين.

وتزن الأطراف الروبوتية القابلة للتثبيت على الأكتاف نحو 4.5 كيلوغرامات، وتتمتع بنظام لمراقبة حركة يدي المستخدم الطبيعيتين واتخاذ قرار بالحركة المطلوبة، ولأداء ذلك يجب على المستخدم ارتداء وحدتي قياس على كل من معصميه، إضافة إلى وحدة ثالثة على كتفه، وذلك لتتبع اتجاه الحركة وسرعتها.

التنبؤ بالحركات

وتستفيد الأطراف الروبوتية هذه من بيانات الحركة والتسارع المقتبسة من وحدات القياس، لتتنبأ بالحركة الأنسب والتي من شأنها تقديم أفضل مساعدة للمستخدم، فعلى سبيل المثال، عند رفع المستخدم يديه فوق رأسه، تقوم هذه الأطراف بالارتفاع فوق رأس المستخدم، افتراضاً منها أن المستخدم يحاول مسك شيء ما فوق رأسه.

ويقوم باحثو المعهد باختبار أنماط سلوكية مختلفة لبرمجة الأطراف، وجعلها تقوم بأداء المهام المناسبة في الوقت المناسب، إذ أشار الباحث في المعهد، بالدن لورينس بونيلا، إلى قيام الفريق المطور ببرمجة الروبوت، لجعله قادراً على أداء المهمة المناسبة في الوقت المناسب، بحيث يشعر المستخدم كأن هذه الأذرع الروبوتية هي جزء من جسمه.

ومن جهة أخرى، قام فريق آخر من الباحثين ضمن المعهد نفسه وبقيادة البروفيسور هاري آسادا، بتطوير أطراف روبوتية قابلة للتثبيت على خصر المستخدم، يمكن استخدامها لحمل الأجسام، أو لدعم المستخدم أثناء وقوفه والتصرف كساقين إضافيتين.

دعم «بوينغ»

ويتم دعم ورعاية معظم هذه الأبحاث من قبل شركة «بوينغ» الأميركية، التي تسعى من خلال مثل هذه التقنيات إلى المحافظة على صحة كبار السن من العاملين لديها في بناء الطائرات من التعرض للإصابة بسبب حمل الأشياء الثقيلة والانحناء المتكرر فترات طويلة.

ويمكن استخدام الأطراف الروبوتية القابلة للتثبيت على الخصر، لتعمل على هيئة ذراعين إضافيتين أو ساقين إضافيتين، أو يمكن استخدام إحدى الأطراف ساقاً والأخرى ذراعاً، إذ كشفت الصور التي نشرها معهد «ماساتشوستس» عن أحد عاملي بناء الطائرات وهو يستخدم إحدى الطرفين في تثبيت لوح معدني ثقيل، في حين يستخدم الطرف الأخرى كساق إضافية للدعم أثناء وقوفه، ليقوم بأداء المهمة المطلوبة بيديه الطبيعيتين.

وفي مقارنة بين المزايا التي تقدمها الأطراف الروبوتية القابلة للتثبيت على جسم المستخدم، ومزايا «الهيكل الروبوتي الكامل القابل للارتداء» من قبل الإنسان، فإن «الهيكل الروبوتي الكامل» يحد من فاعلية الأطراف الطبيعية الخاصة بالمستخدم، في حين أن «الأطراف القابلة للتثبيت» تقدم دعماً مهماً للمستخدم مع المحافظة على الوظائف التي يستطيع تنفيذها بأطرافه الطبيعية.