الروبوت ذو الساقين كيسي يسجّل إنجازًا تاريخيًا: تعلّم الجري وقطع 5 كم
انطلق الروبوت كيسي، الذي صُنع في جامعة ولاية أوريغون (OSU)، ليسجل إنجازًا تاريخيًا بقطعه مسافة 5 كم في أقل من 53 دقيقة.
طُوّرت كيسي تحت إشراف أستاذ الروبوتات جوناثان هيرست على مدى 16 شهرًا، بمنحة بقيمة مليون دولار أمريكي من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية (DARPA).
منذ ظهور كيسي في عام 2017، درس طلاب جامعة ولاية أوريغون، بالتعاون مع أستاذ الذكاء الاصطناعي آلان فيرن، وبتمويل من المؤسسة الوطنية للعلوم وبرنامج DARPA Machine Common Sense، إمكانات التعلم الآلي للروبوت.
أصبحت كيسي أول روبوت ذي ساقين يستخدم التعلم الآلي للتحكم في خطوة الجري على أرض مفتوحة، فقطعت 5 كم في حرم جامعة ولاية أوريغون بشحنة بطارية واحدة ومن دون حبل يربطها.
«طلاب مختبر الروبوتات الديناميكية في كلية الهندسة بجامعة OSU جمعوا خبرتهم في الميكانيكا الحيوية والنهج الحالية للتحكم في الروبوتات مع أدوات التعلم الآلي الجديدة. هذا النوع من النهج الشامل سيتيح الوصول إلى مستوى أداء شبيه بالكائنات الحية. هذا مثير للغاية»
تنثني ركبتا الروبوت، فتشبه ركبتي النعامة. وقد تعلم الجري باستخدام ما يسمى خوارزمية التعلم بالتعزيز العميق. يتطلب الجري توازنًا ديناميكيًا، أي القدرة على الحفاظ على الاتزان عند تغيير الوضعية أو أثناء الحركة بأي شكل آخر. تعلمت كيسي تعديلات دقيقة للغاية للبقاء منتصبة أثناء الحركة.
«كيسي روبوت فعّال جدًا بفضل طريقة تصميمه وبنائه، وقد تمكنا فعلًا من بلوغ حدود إمكانات العتاد وإظهار ما يستطيع فعله»
التعلم العميق بالتعزيز تقنية قوية في الذكاء الاصطناعي تطوّر مهارات مثل الجري والقفز والمشي صعودًا ونزولًا على الدرج. وفي يوم ما ستصبح الروبوتات التي تمشي بثبات أمرًا شائعًا، يشبه السيارة. كان العامل المحدد هو العلم وفهم الحركة على الساقين، لكن أبحاث جامعة ولاية أوريغون حققت عدة اختراقات.
كان ATRIAS، الذي طُوّر في مختبر الروبوتات الديناميكية، أول روبوت يحاكي ديناميكية المشي البشري. وتلاه كيسي، ثم ظهر الروبوت الشبيه بالإنسان Agility Digit.
قال هيرست: «في مستقبل غير بعيد، سيرى الجميع الروبوتات ويتفاعل معها في أماكن كثيرة من حياته اليومية، روبوتات تعمل معنا وتحسّن جودة حياتنا». وبحسب قوله، فإنه إضافة إلى العمل اللوجستي (مثل توصيل الطرود)، ستمتلك الروبوتات ذات الساقين في النهاية الذكاء والأمان اللازمين لمساعدة الناس في منازلهم.
يُشبَّه كيسي كثيرًا بالنعامة بسبب مشيته وساقيه. للروبوت ثلاث درجات حرية في الوركين، وكاحلان قويان مرنان، لكن الركبتين تنثنيان في اتجاه واحد فقط. كل ذلك يخلق مشية طبيعية وطريقة تحكم مشابهة لطريقتنا. وكما في حالة ATRIAS، فإن وضع القدمين بسرعة وحذر يجعل كيسي مقاومة للانزلاق والتعثر والأفعال الخبيثة العشوائية من طلاب الدراسات العليا.
الهيكل بأكمله خفيف جدًا ومصمم لامتصاص الصدمات بشكل طبيعي، كما نفعل نحن أثناء المشي. ومع ذلك، فالروبوت متين بما يكفي ليستغني عن أحزمة الأمان في حال السقوط. وهذا إنجاز مثير للإعجاب بالنسبة لروبوت صُنع من الصفر خلال فترة ليست طويلة.
خلال الكيلومترات الخمسة التي قطعتها كيسي في 53 دقيقة و3 ثوانٍ، حدث إعادة ضبط استغرقت 6.5 دقيقة بعد سقوطين: الأول بسبب ارتفاع حرارة الحاسوب، والثاني لأن الروبوت طُلب منه الدوران بسرعة مرتفعة جدًا.
كيسي نفسها تشكل أساس روبوت التوصيل Agility Robotics Digit. وقد تمكن مهندسو جامعة ولاية أوريغون من تدريب كيسي على جهاز محاكاة، لتتمكن من صعود الدرج ونزوله دون استخدام كاميرات أو أجهزة ليدار.
مع ذلك، الأجهزة ذات الساقين ليست أمرًا سهلًا. ميزتها الكبرى أنها تستطيع التنقل بسهولة في الأماكن المصممة للناس، كالدرج والممرات الضيقة. لكن وجود ساقين فقط يعني أنها بطبيعتها أقل استقرارًا، خاصة مقارنة بالروبوتات رباعية الأرجل مثل روبوتات Boston Dynamics.
يؤمن فريق تطوير كيسي بأن هذا قد يتغير قريبًا بفضل أساليب التعلم العميق الجديدة التي ستمكّن الروبوتات ذات الساقين من تطوير طرق جديدة للحفاظ على الاستقرار أثناء الحركة. ومن يدري، ربما ترى يومًا ما مثل هذه الروبوتات في جولاتك الصباحية للجري.
ستكون الروبوتات ذات الساقين الفعّالة والموثوقة، القادرة على الذهاب إلى حيث يذهب البشر، نعمة لا تُحصى للعديد من الصناعات، وكذلك للقيام بالأعمال الخطرة، مثل الاستطلاع في مناطق الكوارث أو تفتيش محطات الطاقة النووية.
