أحدث الأخبار مع #iCub
الوئام
منذ 2 أيام
- علوم
- الوئام
الإعلان عن أول إنسان آلي بإمكانه الطيران
كشفت لقطات جديدة نشرتها المؤسسة الإيطالية للتكنولوجيا (IIT) عن أول عملية إقلاع عمودي ناجحة لروبوت بشري يُدعى iRonCub MK3، يُعد الأول من نوعه في العالم يعمل بمحركات نفاثة، في خطوة تُمهّد لمستقبل قد يشهد انتشار روبوتات قادرة على الطيران والمناورة في بيئات يصعب الوصول إليها. الروبوت الجديد، الذي يعتمد على تصميم المنصة البحثية الشهيرة iCub، يستخدم أربعة محركات دفع نفاثة لتحقيق الإقلاع العمودي: اثنان منها في موضع الذراعين، واثنان مدمجان في حزمة دفع خلفية. ويظهر الروبوت، ذو الوجه الطفولي الجامد، في الفيديو وهو يرتفع عن الأرض لمسافة تُقارب 50 سنتيمترًا أثناء الاختبار، معلقًا بحزام أمان لدواعٍ هندسية. وبحسب الدراسة المنشورة في الأول من يونيو على منصة arXiv، فإن هذا الابتكار يمثل أول نموذج لروبوت بشري قادر على الطيران باستخدام محركات نفاثة، ويهدف إلى دمج قدرات الحركة الأرضية والجوية ضمن منصة واحدة. وأكد الباحثون أن هذه القدرات المزدوجة تفتح آفاقًا جديدة في مهام البحث والإنقاذ، خاصة في المناطق المنهارة أو المغمورة بالمياه، بالإضافة إلى عمليات التدخل في مواقع خطرة كالتسربات الكيميائية أو النووية. يبلغ طول iRonCub نحو متر واحد ويزن 22 كغم، وقد تم تعديل هيكله بإضافة عمود فقري من التيتانيوم، ومواد عازلة للحرارة لتحمل درجات حرارة العادم التي تتجاوز 600 درجة مئوية. كما أزيلت الذراعان لتثبيت المحركات، لكن الفريق أشار إلى أن التصميم لا يزال يسمح بإعادة تركيب الذراعين لاحقًا. ولتحقيق الثبات أثناء الطيران، استخدم المهندسون تقنية تحكم معقدة تُعرف باسم النموذج التنبؤي المعتمد على المتغيرات الخطية (Linear Parameter Varying Model Predictive Control)، وهي خوارزمية قادرة على تعديل زوايا المفاصل وقوة الدفع في الوقت الحقيقي لتفادي الانحراف أو الانقلاب. وخضع النظام لاختبارات مكثفة عبر محاكاة حاسوبية قبل بدء التجارب الحقيقية، نظرًا لمخاطر تشغيل المحركات في البيئات المغلقة. وتُخطط IIT حاليًا لتحسين قدرة الروبوت على التعامل مع الاضطرابات الخارجية أثناء الطيران، مثل الرياح أو التغيرات الجوية. هذا التقدم يُشكل نقلة نوعية في مجال الروبوتات الطائرة، وقد يمهد الطريق لاستخدامات في صيانة الجسور، واستكشاف البيئات غير الآمنة، وربما تطوير أنظمة تحكم عن بُعد عبر الواقع الافتراضي، كما هو الحال في النموذج القائم الذي يتحكم فيه المشغّل عبر خوذة عرض رأسية.
المصري اليوم
منذ 3 أيام
- علوم
- المصري اليوم
مجهز لإرساله إلى مواقع التسريبات النووية أو الكيميائية.. روبوت طائر يشبه الأطفال للدعم في أصعب المهمات
أثبت باحثون نجاح أول إقلاع عمودي لروبوت يشبه الإنسان ويعمل بمحرك نفاث، وهي خطوة كبيرة نحو تصنيع روبوتات طائرة تحاكي القدرات البشرية. يمتلك الروبوت الجديد، المسمى iRonCub MK3، أربعة محركات دفع لتحقيق الدفع العمودي، اثنان مدمجان في ذراعيه واثنان في حقيبة نفاثة مثبتة على ظهره، وفقًا للموقع الإخباري العلمي Live Science. وخلال مقطع فيديو نشره المعهد الإيطالي للتكنولوجيا IIT على يوتيوب في 18 يونيو الجاري، ظهر الروبوت وهو يحلق على ارتفاع حوالي 50 سم عن الأرض باستخدام محركاته. الروبوت الأصلي قبل التطوير يعد روبوت iCub ، الذي بني عليه الروبوت البشري في معهد إلينوي للتكنولوجيا، يشبه الأطفال من حيث الحجم والمظهر، حيث يبلغ طوله مترًا واحدًا، ووزنه 22 كيلوجرامًا، ويتخذ أبعادًا تشبه الأطفال، ويرتدي رأسًا ناعمًا ولامعًا يُشبه وجه الطفل، وهو وجه مميز. تم إطلاقه لأول مرة في عام 2009 من قبل اتحاد RobotCub للجامعات الأوروبية، وتم تصميمه ليكون بمثابة منصة اختبار للأبحاث في مجال الإدراك البشري والذكاء الاصطناعي AI، وقد تم استخدامه في عدد لا يحصى من المشاريع على مدى السنوات الست عشرة الماضية. في دراسة مماثلة تصف الروبوت، نُشرت في الأول من يونيو على خادم arXiv للمطبوعات الأولية، قال مهندسو المعهد الهندي للتكنولوجيا إن نسختهم المعززة من الروبوت هي أول روبوت طائر بشري الشكل يعمل بمحرك نفاث ومصمم للإقلاع. وأضافوا أن هذا العمل يسلط الضوء على الإمكانيات الجديدة التي يتيحها الروبوت الطائر الشبيه بالإنسان. وعلى النقيض من العديد من المنصات الروبوتية الأخرى التي هي حاليا في مرحلة التطوير، والتي تركز عادة حصريا على الحركة والتلاعب الأرضي، فإن إضافة القدرة على الحركة الجوية قد تمهد الطريق للمساعدة في مهام البحث والإنقاذ، وعبور المباني المنهارة والمناطق المغمورة بالفيضانات، أو غيرها من التضاريس التي يصعب على البشر الوصول إليها، حسبما قال العلماء في الدراسة. بفضل الجمع بين الطيران والقدرة على التفاعل مع البيئة المحيطة، يمكن لهذا النوع من الروبوتات إزالة الحطام والمساعدة في تحديد موقع الضحايا أو حتى استخراجهم. أشار مؤلفو الدراسة أيضًا إلى أن الروبوت الطائر الشبيه بالإنسان يمكنه إجراء إصلاحات على هياكل يصعب على البشر الوصول إليها، مثل الجوانب السفلية للجسور. ويمكن نشره حتى في بيئات خطرة لا يستطيع البشر العمل فيها بأمان، مثل مواقع التسريبات النووية أو الكيميائية. أول روبوت طائر في العالم يعمل بحقيبة نفاثة يعتمد iRonCub على منصة iCub3 التابعة للمعهد الهندي للتكنولوجيا وصمم هذا النظام لتمكين الروبوت من محاكاة عدد من القدرات البشرية من خلال التحكم فيه عن بعد بواسطة مشغل يرتدي شاشة عرض أمامية HUD تشبه خوذة الواقع الافتراضي VR ومعدات متخصصة أخرى. لتجهيز iCub للطيران، أضاف الفريق حوامل تثبيت متينة لتثبيت حقيبة الطيران، وعمودًا خلفيًا جديدًا من التيتانيوم لدعم وزنه ولأن الإصدارات السابقة من iRonCub واجهت مشاكل في اشتعال النيران من عادم الدوافع، فقد أضيفت ألواح وأغطية مقاومة للحرارة إلى هيكل iCub. كما عدلت زاوية إمالة الدوافع للمساعدة في استقرارها أثناء الطيران، ولإبعاد العادم عن جسم الروبوت. بالنسبة لهذه النسخة، تمت إزالة ساعدي الروبوت ويديه لإفساح المجال للدافعات المثبتة على الذراع، لكن الفريق قال إن الساعدين لا يزالان متوافقين تمامًا وسيتم إعادة إضافتهما في الإصدارات اللاحقة. كما أنه لضمان قدرة الهيكل على تحمل ضغط الإقلاع والطيران، أجرى الفريق تحليلًا بطريقة العناصر المحدودة FEM، وهي تقنية لحل المشكلات تتمحور حول تفكيك الهيكل إلى مكونات أصغر مترابطة. ونتيجة لذلك، طبقوا أحمالًا محورية قدرها 750 نيوتن أي ثلاثة أضعاف قوة الدفع القصوى لكل توربين على حوامل المحركات النفاثة. أحد التحديات الرئيسية لتحقيق الطيران في الروبوت البشري من هذا النوع هو مراعاة جميع المفاصل ونقاط التشغيل وضبطها، وكذلك الدافعات، بطريقة منسقة، حتى لا ينتهي الأمر بالروبوت إلى الطيران خارج المسار أو رأسًا على عقب. تمكن المهندسون من تحقيق ذلك باستخدام ما يسمى بالتحكم التنبؤي بالنموذج المتغير للمعلمات الخطية MPC، وهو وحدة تحكم طيران معقدة تحسب باستمرار موضع المفصل الأمثل وخانق الطائرة. اختبر العلماء النظام على نطاق واسع أولاً في عمليات محاكاة حاسوبية قبل إطلاق الاختبارات في العالم الحقيقي، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى المخاطر المتعلقة بالسلامة الناجمة عن تشغيل الدافعات مع درجات حرارة العادم التي تتجاوز 600 درجة مئوية. بعد أن نجح الفريق في إثبات نجاح عملية الإطلاق بمسار محدد مسبقًا وتتبع دقيق، يخطط الفريق الآن لتركيز جهوده على تحسين وحدة التحكم في الطيران للتعامل مع الاضطرابات الخارجية التي قد تحدث أثناء سيناريو الطيران الحقيقي، مثل الرياح أو غيرها من الأحوال الجوية العاتية.
