- يسمح جلد إلكتروني عصبي الشكل جديد للروبوتات باكتشاف اللمس والضرر وإثارة ردود فعل سريعة تشبه الألم.
- إن التصميم المعماري، المستوحى من الجهاز العصبي البشري، يتجنب المرور عبر وحدة المعالجة المركزية دائماً، مما يحسن الأمن وسرعة الاستجابة.
- تم اختبار النظام بالفعل على الروبوتات الشبيهة بالبشر، وهو يفتح الباب أمام أطراف اصطناعية وهياكل خارجية وروبوتات خدمة أفضل.
- إن استخدام مصطلح "الألم" في الآلات يثير نقاشات أخلاقية ولغوية، على الرغم من أن الروبوتات لا تملك مشاعر.
يشهد مجال الروبوتات تقدماً ملحوظاً مع ظهور جيل جديد من الجلد الإلكتروني القادر على منح الآلات... نظام تنبيه يشبه الألم البشريالأمر لا يتعلق بجعل الروبوتات تعاني، بل يتعلق بمنحها إشارة واضحة وسريعة جداً تدل على وجود خلل ما لمنع الأعطال والسلوكيات الخطيرة عندما يعملون بالقرب من الناس.
في الأشهر الأخيرة، قدمت العديد من فرق البحث في آسيا نماذج أولية لـ الجلد الإلكتروني العصبي أو الجلد العصبي الإلكتروني صُممت هذه الحلول للروبوتات الشبيهة بالبشر وروبوتات الخدمة. وهي تحاكي، إلى حد ما، منطق الجهاز العصبي: إنها تستشعر اللمس، وتدرك متى يمكن أن يسبب المحفز ضرراً، وتحفز ردود الفعل الغريزية. دون الاعتماد دائماً على "دماغ" مركزي بطيء.
ماذا يعني أن الروبوت يستطيع أن يشعر بشيء مشابه لـ "الألم"؟
في المختبر، يتحدث الباحثون عن مراكز "الألم" والمحفزات الخطيرة لشرح كيفية استجابة هذا الجلد الاصطناعي لحالات مثل الحرارة الزائدة، أو الثقوب، أو الصدمات، أو الضغط المفرط. عندما يكتشف الجهاز هذا النوع من التلامس، يتم تفعيل إشارة طوارئ، تُوجه الروبوت لإبعاد الذراع أو الساق المصابة قبل حدوث المزيد من الضرر.
هذا رد فعل ليس عاطفياً، بل هو أبعد ما يكون عن ذلك، ولكنه يشبه ردود الفعل البشرية: عند لمس شوكة وردة، يتفاعل الجسم قبل أن يعالج الدماغ الألم بشكل كامليتبنى التصميم الجديد نفس الفكرة بطريقة آلية، مع استجابات سريعة للغاية تساعد على حماية المحركات والأختام، وقبل كل شيء، الأشخاص الذين يعملون جنبًا إلى جنب معها.
إن استخدام مصطلح "الألم" يثير جدلاً لأنه قد يدفع الناس إلى الاعتقاد بأن الروبوتات تعاني، بينما في الواقع ما هو موجود هو علامة السلامة الفنيةومع ذلك، يقر العديد من الخبراء بأن هذا النوع من اللغة يساعد في شرح نظام إنذار معقد بطريقة بسيطة، مما يحسن في النهاية التفاعل بين البشر والآلات.
في سياق لم تعد فيه الكائنات الشبيهة بالبشر محصورة في المصانع والمختبرات، بل بدأت تظهر في المستودعات، والمستشفيات، ومراكز الخدمات اللوجستية، أو حتى المنازللم يعد امتلاك بشرة حساسة للخطر ضرباً من الخيال العلمي، بل أصبح ضرورة عملية.
هندسة معمارية مستوحاة من الجهاز العصبي البشري
يكمن الاختلاف الرئيسي مقارنةً بالجلود الإلكترونية التقليدية في البنية العصبية والهرميةبدلاً من إرسال جميع بيانات الضغط أو درجة الحرارة أو الاتصال إلى وحدة معالجة مركزية لتحليلها بهدوء، فإن هذا الجلد يحاكي تدفق المعلومات في الجهاز العصبي البشري، حيث يتم حل العديد من ردود الفعل قبل وصولها إلى الدماغ.
يتكون التصميم، بشكل عام، من أربع طبقات متداخلةتعمل الطبقة الخارجية كنوع من البشرة الاصطناعية الواقية، المصممة لتحمل الصدمات والخدوش والتلف الناتج عن العمل اليومي. وتحتها طبقات تحتوي على أجهزة استشعار ودوائر تعمل كأعصاب حسية ومسارات إشارات.
تقيس هذه المستشعرات باستمرار الضغط والقوة المبذولة وسلامة الجلد، وهي مرتبطة بتصنيع المستشعرات العصبية. ويرسل النظام بشكل دوري نبضات كهربائية صغيرة لوحدة المعالجة كدليل على أن كل شيء على ما يرام. في حال حدوث قطع أو كسر، تختفي هذه النبضات في الجزء المصاب، مما يسمح بتحديد مكان الضرر بسرعة.
عندما يلامس الجلد سطحًا آخر، فإنه يُولّد نبضات كهربائية تُشفّر معلومات حول اللمس: شدة التلامس، وتوزيع الضغط، وما إذا كان التحفيز موضعيًا أم منتشرًا. كل هذا يُساعد الروبوت على التعرف على الأشياء وتعديل قوة قبضتها عليهاهذا أمر بالغ الأهمية إذا كنت تتعامل مع أجزاء حساسة أو تتفاعل مع المرضى.
تكمن الجدة في تجاوز المحفز عتبات أمان معينة. في هذه الحالة، يغير النظام مساره: فبدلاً من المرور عبر وحدة المعالجة المركزية، يتم إرسال نبضة جهد أعلى مباشرة إلى المحركات من الروبوت لتحفيز حركة رد فعل فورية، على سبيل المثال سحب ذراع تحت ضغط خطير أو إعادة توجيه ساق إذا اكتشف تأثيرًا قويًا.
من المختبر إلى الروبوتات الشبيهة بالبشر والأطراف الاصطناعية
تم اختبار جزء كبير من هذا التقدم بالفعل في روبوتات شبيهة بالبشر مزودة بأذرع وأيدٍ وأرجل مفصليةالفكرة هي أنهم يستطيعون أداء مهام معقدة - من طي الملابس إلى الطبخ أو العزف على آلة موسيقية - دون تعريض الآخرين أو أنفسهم للخطر عند حدوث شيء غير متوقع.
حتى الآن، اعتمدت العديد من الروبوتات كلياً على وحدة المعالجة المركزية لتفسير كل تفاعل. وهذا يخلق عنق زجاجة: فأي خطأ في الحساب أو جزء من الثانية قد يؤدي إلى... الضربات القوية، أو السقوط، أو الإمساك غير السليمبفضل هذا التصميم الجديد، يتم اتخاذ بعض القرارات بشكل "تلقائي" تقريبًا، مما يؤدي إلى تقليل الحوادث والأعطال.
لا تقتصر إمكانيات هذه التقنية على الروبوتات الصناعية أو الخدمية فحسب، بل ترتبط ارتباطًا مباشرًا بـ... تطوير الأطراف الاصطناعية والهياكل الخارجية المتقدمةيمكن لنظام يميز بدقة بين الملمس والضغط والضرر أن يحسن ما يسمى بالتغذية الراجعة اللمسية، وهو الإحساس بـ "الشعور" بما يتم لمسه من خلال يد أو ساق اصطناعية.
في أوروبا، حيث يتم الترويج للمشاريع الروبوتات التعاونية في المصانع والمستشفيات ومراكز إعادة التأهيلتُراقب هذه الأغشية الإلكترونية عن كثب باعتبارها إضافة محتملة لمعايير السلامة الحالية. وقد يُسهم دمجها مع اللوائح الأوروبية في تسريع اعتمادها في الأجهزة الطبية والروبوتات الداعمة.
علاوة على ذلك، كونها تقنية مصممة لتكون قوي، قابل للتطوير، وغير مكلف نسبياًولا يقتصر الأمر على الروبوتات البشرية الضخمة. ففي المستقبل، قد يمتد ليشمل أجهزة أكثر استخداماً في حياتنا اليومية، بدءاً من المكانس الكهربائية الروبوتية القادرة على "ملاحظة" تلف الأثاث، وصولاً إلى المساعدين الشخصيين الأصغر حجماً والأكثر حساسية عند التعامل مع كبار السن أو ذوي الإعاقة الحركية.
كيف يتم تصنيع هذا الجلد الاصطناعي الجديد وصيانته
لتقريب سلوك جلد الإنسان، صمم الباحثون نظامًا معياريًا. فبدلاً من طبقة واحدة كبيرة يصعب إصلاحها، يستخدمون... رقع مستقلة يتم تثبيتها باستخدام عناصر مغناطيسيةإذا تعرضت منطقة ما للقطع أو توقفت عن العمل، فيمكن استبدال هذا الجزء دون تفكيك الروبوت بأكمله.
تتضمن كل رقعة أجهزة استشعار ودوائر قادرة على للمراقبة المستمرة للضغط والقوة والحالة الهيكليةتغطي هذه الوحدات الأذرع أو الجذع أو اليدين أو الساقين، حسب احتياجات الروبوت. هذه المرونة تجعل من السهل تكييف الغطاء الخارجي مع مختلف الأشكال: فتغطية ذراع صناعية تتعرض لصدمات مستمرة تختلف عن تغطية يد مصممة للتعامل مع الأدوات الطبية.
أصبح نظام الفحص الذاتي الدوري - وهو عبارة عن نبضات كهربائية معروفة تُرسل كل بضع ثوانٍ - أداةً أساسيةً للصيانة الوقائية. إذا لم يعد يتم استقبال إشارة في منطقة ما، يمكن للروبوت نفسه أن يحذر من أن هذا الجزء تالف. وتتطلب تدخلاً، مما يقلل من وقت التوقف للصيانة.
تعمل الفرق المسؤولة عن التطوير حاليًا على زيادة الحساسية العامة. ويكمن التحدي في قدرة الجلد على... معالجة نقاط اتصال متعددة في وقت واحد دون الشعور بالإرهاق، والتعرف على الأنماط المعقدة، على سبيل المثال عندما يتكئ شخص ما على جسم الروبوت أو عندما يتعين عليه التحرك في مساحات ضيقة للغاية.
إلى جانب المتانة الميكانيكية وسهولة الإصلاح، يتمثل هدف آخر في جعل هذا الجلد متوافقًا مع أنواع مختلفة من الطلاءات الجمالية، بحيث يمكن الحفاظ عليه. مظهر جذاب أو أكثر إنسانية دون فقدان الأداء التقنيهذا الأمر مهم في مجال الرعاية الصحية أو رعاية المسنين، حيث أن التصور الاجتماعي للآلة لا يقل أهمية عن أدائها.
الأمن واللغة والأخلاق: لماذا الكلمات مهمة؟
يتزامن تطور الجلد العصبي مع تزايد المخاوف بشأن سلامة التفاعلات بين الإنسان والروبوت. وقد تم الإبلاغ عن حوادث موثقة على وسائل التواصل الاجتماعي، مثل مقاطع فيديو يُقلد فيها روبوت بشري حركة بشرية، مما يؤدي في النهاية إلى إلحاق الضرر. ضربة مؤلمة لمشغلها– إنها تذكرنا بأن هذه الآلات لا تفهم بعد سياق أو أخلاقيات أفعالها.
في كثير من الحالات، تقوم الروبوتات البشرية التجارية ببساطة بتقليد بيانات الحركة التي تتلقاها في الوقت الفعلي تقريبًا، دون تمييزها. سواء كانت الإيماءة غير ضارة أو خطيرةلذلك، فإن الجمع بين "الأسطح" الأفضل مع طبقات إضافية من التحكم وحدود القوة هو المفتاح لتقليل المخاطر، سواء في المختبرات أو في أماكن العمل الحقيقية.
يهدف التصميم العصبي الهرمي للجلد الجديد تحديدًا إلى توفير طبقة حماية إضافية ضد الصدمات أو الجروح أو الضغط الزائدمن خلال تحفيز رد فعل سريع، يساعد النظام في منع المواقف التي قد يستمر فيها الروبوت في الدفع أو الضرب دون "إدراك" الضرر الذي يسببه.
في الوقت نفسه، أثار استخدام مصطلح "الألم" لشرح هذه الوظائف جدلاً أخلاقياً وتواصلياً. ويحذر بعض المتخصصين من أن إن إضفاء الصفات البشرية على الآلات قد يؤدي إلى الارتباكمما يغذي فكرة أن الروبوتات تشعر أو تعاني مثلنا، وهو أمر لا يتوافق مع الواقع.
يصر معظم الباحثين على التأكيد على أن هذا إشارة تقنية، آلية إنذار ذكيةيُعدّ هذا مفيدًا لجعل الآلات أكثر أمانًا وكفاءة، ولكن دون أي بُعد عاطفي. ويتفقون على أن المفتاح يكمن في استخدام لغة تعليمية لا تُؤدي إلى سوء فهم، لا سيما مع تزايد حضور هذه الأنظمة في حياتنا اليومية.
ظهور هذه جلود إلكترونية عصبية الشكل إنها تقرب الروبوتات من السلوك الجسدي الشبيه بالبشر من حيث ردود الفعل والحماية من الأذى. من خلال الجمع بين الكشف عن اللمس، والتعرف على المخاطر، والاستجابة فائقة السرعةتعد هذه الأنظمة بتقليل الحوادث، وخفض تكاليف الإصلاح، وتحسين التعايش بين الإنسان والآلة في المصانع والمستودعات والمستشفيات والمنازل. لا يزال هناك مجال للتحسين فيما يتعلق بالحساسية والتنظيم واللغة الأخلاقية، لكن فكرة امتلاك الروبوتات "إحساسًا بالألم" لم تعد مجرد مفهوم مستقبلي، بل أصبحت أداة عملية للسلامة والموثوقية.
أنا من عشاق التكنولوجيا وقد حول اهتماماته "المهووسة" إلى مهنة. لقد أمضيت أكثر من 10 سنوات من حياتي في استخدام التكنولوجيا المتطورة والتعديل على جميع أنواع البرامج بدافع الفضول الخالص. الآن تخصصت في تكنولوجيا الكمبيوتر وألعاب الفيديو. وذلك لأنني منذ أكثر من 5 سنوات أكتب لمواقع مختلفة حول التكنولوجيا وألعاب الفيديو، وأقوم بإنشاء مقالات تسعى إلى تزويدك بالمعلومات التي تحتاجها بلغة مفهومة للجميع.
إذا كان لديك أي أسئلة، فإن معرفتي تتراوح بين كل ما يتعلق بنظام التشغيل Windows وكذلك Android للهواتف المحمولة. والتزامي تجاهك هو أنني على استعداد دائمًا لقضاء بضع دقائق ومساعدتك في حل أي أسئلة قد تكون لديكم في عالم الإنترنت هذا.