روبوت يسجل رقماً قياسياً في موسوعة غينيس: وضع 100 ألف دومينو في 24 ساعة

سجّل روبوت جديد يُعرف باسم Dominator (Domino Robot، Dominator) رقماً قياسياً عالمياً في موسوعة غينيس، إذ وضع 100 ألف قطعة دومينو في أكثر بقليل من 24 ساعة. ابتكر الروبوت Dominator مدوّن YouTube والمهندس السابق في ناسا مارك روبر. وكان الروبوت نتيجة عمل شاق وطويل. وساعد روبر في تطوير هذا الروبوت غير المعتاد طالبان في السنة الأولى من جامعة ستانفورد ومهندس برمجيات. 

جوهر المشروع

برمج الفريق أكثر من 14 ألف سطر من الشيفرة، وزوّد الروبوت بمكونات مثل عجلات كاملة الاتجاهات وقمعים مطبوعين بطابعة ثلاثية الأبعاد، لإنشاء «روبوت ودود يُجيد أمراً واحداً فقط: ترتيب طن كامل من الدومينو بسرعة حقيقية». 

على عكس بطلة الدومينو المحترفة ليلي هيفيش، استخدم Dominator قدرته على وضع 300 قطعة في وقت واحد ليعمل أسرع بنحو 10 مرات من الإنسان. واستغرق الروبوت نحو ساعتين ليرصف أكثر من 9000 قطعة دومينو. 

رغم أن Dominator هو وجه المشروع، فإن معظم كفاءته تتحقق بفضل آلية فرز منفصلة تتكون من ذراع روبوتية من شركة Kuka وما يقارب 5 كيلومترات من مسارات Hot Wheels. تنقل سلسلة من الأحزمة الناقلة الدومينو حسب لونها، ثم تضعها الذراع في الأخدود المناسب. وعندما يصل Dominator إلى محطة إعادة التزويد، تنزاح المنصة السفلية فتحمّل فوراً في قمعيه المطبوعين كل القطع اللازمة ليضع 300 قطعة دفعة واحدة. وبهذا تقل فترات التوقف إلى الحد الأدنى. 

الإنجاز النهائي لهذا المشروع: يحتاج فريق من سبعة من بناة الدومينو ذوي الخبرة نحو أسبوع لإنجاز لوحة جدارية تشبه Super Mario Bros.، بينما استغرق Dominator أكثر قليلاً من يوم واحد. 

قصة البداية

بدأ هذا المشروع كله في مايو 2019. فبعد إحدى المحاضرات، سأل أحدهم مارك روبر عمّا كان يرغب دائماً في فعله ولم يستطع. فأجاب بأنه كان يتصور روبوتاً يرصف أطنان الدومينو في صالة رياضية خلال ليلة واحدة، لكنه جرّب بناء عدة نماذج أولية دون نجاح. 

عندها أرسل أليكس باوكوم، المولع بالروبوتات والهندسة والعلوم، رسالة إلكترونية إلى روبر قال فيها إنه يستطيع المساعدة في مشروع من هذا النوع. كما أبدى طالبان من جامعة ستانفورد اهتمامهما بالعمل على المشروع، ومن هنا تشكل الفريق. 

بعد أول «عصف ذهني» واجه الباحثون عدة تحديات واضحة: حجم المشروع والتموضع. فقد أراد مارك في البداية وضع 100 ألف قطعة دومينو على الأقل. وفي النماذج الأولية الأولى كان الروبوت يحمل كل الدومينو ويضع قطعة واحدة في كل مرة. وبحساب بسيط، تزن 100 ألف قطعة دومينو نحو 850 كيلوغراماً، وقد يستغرق وضعها قطعة قطعة 3.5 يوم دون توقف. كما كان على الروبوت أن يضع القطع قريبة بما يكفي لتتمكن من إسقاط بعضها البعض، لكن ليس قريبة إلى حد يُسقط القطع الموضوعة سابقاً. 

لذلك كان على الروبوت أن يعرف موقعه بدقة شديدة. وشكّل ضمان القيادة الدقيقة تحدياً خطيراً آخر. وبعد تجارب مطولة وعدة نماذج أولية، أصبحت جميع أجزاء الروبوت في أماكنها. ولم يبقَ سوى البدء في توسيع نطاق الاختبارات ومعرفة ما قد يتعطل. 

تمكنت النسخة النهائية من الروبوت من تحديد موقعها بصورة أفضل أثناء التنقل في المستودع، بفضل أجهزة استشعار حسّنت تتبع الزاوية بشكل ملحوظ أثناء الحركة لمسافات طويلة. وأضاف المهندسون وظائف «أمان»، مثل الإيقاف التلقائي للمحركات لمنع الروبوت من الدخول إلى الدومينو في حال حدوث مشكلات في الاتصال. 

وبعد حل جميع مشكلات الموثوقية، أدى الروبوت مهمته بامتياز، ووضع أكثر من 100 ألف قطعة دومينو خلال 24 ساعة فقط من العمل. 

مكونات Dominator

تتألف معدات Dominator من أجزاء كثيرة. يتكون الهيكل الرئيسي من إطار مع لوح دعم فولاذي تُثبت عليه منظومة الدفع. وفي الجزء الأمامي من الروبوت صينية كبيرة تُستخدم لوضع 300 قطعة دومينو في شبكة. وتُستخدم القمّعات المطبوعة بالطابعة ثلاثية الأبعاد لتسهيل وضع الدومينو في الشبكة. 

وفي الجزء الخلفي من الروبوت ثقل موازن صغير، لضمان أن تحافظ العجلة الخلفية على تماسك كافٍ مع الأرض لتجنب الانزلاق. ويتحرك الجهاز نفسه على ثلاث عجلات كاملة الاتجاهات. ويتيح التحكم الخاص بهذه العجلات للروبوت التحرك بحرية في أي اتجاه، وهو أمر بالغ الأهمية للمحاذاة الدقيقة للدومينو عند التحضير لوضع الجزء التالي. 

تتصل محركات ClearPath فائقة الدقة والقوية إلى حد كبير بالعجلات عبر نقل بالأحزمة بنسبة 1:4، ما يتيح للعجلات توليد عزم دوران كافٍ لتحريك الروبوت الذي يزن 90 كيلوغراماً. وتعمل جميع المحركات ببطاريتين من بوليمر الليثيوم. 

أما الإلكترونيات: فـ«العقل» الرئيسي للروبوت يعمل بجهاز Raspberry Pi 4، الذي يتولى جميع الاتصالات عالية المستوى والحسابات الثقيلة واتخاذ القرارات. ويتصل عبر موزّع USB بالكاميرتين الموجهتين نحو الأسفل، وبمستشعرات GPS الداخلية من Marvelmind، وبوحدة التحكم في المحرك ClearCore. 

كل ما سبق يتعلق بالمكونات المادية الأساسية للروبوت. أما البرمجيات الخاصة بـDominator فقد طُورت من الصفر وتوزعت على ثلاثة حواسيب مختلفة. وكان من المكونات الرئيسية اللازمة للروبوت طريقة إنشاء المسار الذي يجب أن يتبعه. كما طوّر المهندسون نظام تحكم مخصصاً للروبوت.