تتعلم الروبوتات كيفية التحرك من خلال مراقبة نفسها
نجح باحثون من جامعة كولومبيا في تطوير ذراع روبوتية مستقلة قادرة على تعلم حركات جديدة والتكيف مع الضرر بمجرد مشاهدة نفسها تتحرك. وقد شاهد الروبوت مقطع فيديو لنفسه ثم استخدم تلك البيانات للتخطيط لأفعاله التالية - وهي ممارسة يطلق عليها الباحثون "الوعي الذاتي الحركي". من خلال مراقبة تحركاتهم الخاصة، يمكن للروبوتات أن تتعلم كيفية التغلب على الضرر الذي يلحق بأجسامها، مما قد يجعلها أكثر قدرة على التكيف مع مجموعة واسعة من التطبيقات. تم تصميم عملية التعلم الفريدة هذه لمحاكاة الطريقة التي يضبط بها البشر حركات معينة من خلال مشاهدة أنفسهم في المرآة. يمكن أن يؤدي تعليم الروبوتات على التعلم بهذه الطريقة إلى تقليل الحاجة إلى تدريب مكثف في محاكاة ثلاثية الأبعاد مخصصة. يمكن أن يجعل أيضًا الروبوتات المستقلة المستقبلية التي تعمل في العالم الحقيقي مجهزة بشكل أفضل للتكيف مع الضرر والتغيرات البيئية دون تدخل بشري مستمر.
قراءة مقترحة
الإلهام من الأطفال والراقصين الذين ينظرون إلى المرايا
استلهم الباحثون الفكرة من طريقة تعرف البشر على أجسادهم من خلال الانعكاس البصري، ثم حولوها إلى نظام تعلم ذاتي لذراع روبوتية تعمل اعتمادًا على الفيديو بدلًا من المحاكاة الافتراضية الثقيلة.
كيف يتعلم الروبوت من مشاهدة نفسه
التقاط الفيديو
تلتقط كاميرا واحدة مقطعًا خامًا لحركة الروبوت، في خطوة تشبه نظر الإنسان إلى نفسه في المرآة.
معالجة الإحداثيات
يقوم مشفر الإحداثيات بتحويل الفيديو إلى تمثيل يمكن للنظام استخدامه لفهم شكل الجسم ووضعه.
استخراج الحركة
يحول مشفر الحركة الصورة إلى صورة ثنائية تبرز المفاصل ومناطق الحركة الرئيسية.
التنبؤ والتنفيذ
يعلم النموذج التنبئي الذراع المادية كيف تتحرك في العالم الحقيقي بالاعتماد على بيانات الفيديو المستمرة.
تمكن ذراع الروبوت من التكيف مع الضرر أثناء الحركة
أظهرت الاختبارات أن النظام لا يكتفي بالتخطيط للحركة، بل يستطيع أيضًا تعديل سلوك الذراع بعد تعرضها لتشوهات تحاكي الضرر الفعلي.
نتائج الاختبار الأساسية
| الحالة | ما شاهده الروبوت | النتيجة |
|---|---|---|
| تجنب عقبة | إطار فيديو لنفسه وهو يتأرجح بنجاح عبر الحاجز | تمكن الذراع من تجنب العائق اعتمادًا على المشاهدة |
| طرف متضرر | فيديو لنفسه مع طرف مطبوع ثلاثي الأبعاد يحاكي الضرر | حسن النموذج تنبؤاته وعدل الحركة للتعويض عن التشوه |
قد تساعد المحاكاة الذاتية الروبوتات المستقلة في المستقبل على العمل مع تدخل بشري أقل
يمكن أن يمتد أثر هذا النهج إلى تطبيقات صناعية وخدمية ورعائية، خصوصًا عندما تكون الحاجة إلى التكيف الذاتي وتقليل الصيانة البشرية عاملًا حاسمًا.
أين قد تظهر فائدة المحاكاة الذاتية
التصنيع والمراقبة
قد تساعد الروبوتات على مواصلة العمل وتقليل وقت التوقف عن العمل في المهام الصناعية والمراقبة البيئية والصناعية.
الرعاية بالمساعدة الروبوتية
تصبح القدرة على اكتشاف التلف والتعافي منه أكثر أهمية عندما يكون لأعطال الروبوتات أثر مباشر على رفاهية الأشخاص.
الاستخدامات المنزلية
يمكن نظريًا لروبوت المكنسة أن يضبط حركته بعد اصطدام يغير موضع أحد أجزائه بدلًا من انتظار تدخل بشري مباشر.
قال هود ليبسون، أستاذ جامعة كولومبيا والمؤلف المشارك في الدراسة: "نحن البشر لا نستطيع أن نتحمل العناية المستمرة بهذه الروبوتات وإصلاح الأجزاء المكسورة وتعديل الأداء. تحتاج الروبوتات إلى تعلم كيفية الاعتناء بنفسها".