دومو (روبوت)
دومو هو روبوت تجريبي من إنتاج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، مصمم للتفاعل مع البشر . ابتكره جيف ويبر وآرون إدسينجر ، المؤسسان المشاركان لشركة ميكا روبوتيكس ، واسمه مشتق من العبارة اليابانية " دومو أريغاتو " التي تعني "شكرًا جزيلًا"، بالإضافة إلى أغنية فرقة ستيكس " مستر روبوتو ". كان مشروع دومو ممولًا في البداية من قبل وكالة ناسا ، وانضمت إليه لاحقًا شركة تويوتا في تمويل تطوير الروبوت. [ 1 ]
غاية
تم إنشاء Domo لاختبار العديد من الدوائر والأوامر الروبوتية المعقدة للغاية.
أصل
يقع مقر مشروع دومو ضمن مجموعة الروبوتات الشبيهة بالبشر في مختبرات الذكاء الاصطناعي التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. [ 2 ] وقد استُلهم وجوده من مشاريع الروبوتات التي سبقته.
كان مشروع روبوت كاردي مشروعًا بحثيًا بقيادة البروفيسور رودني بروكس في مجموعة الروبوتات الشبيهة بالبشر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. [ 3 ] عمل فريق المختبر على تصميم ذراع روبوتية تعمل بمحرك مرن متسلسل بدون فرشات، مثبتة على منصة سيجواي. شارك جيف ويبر وآرون إدسينجر-جونزاليس في هذا البحث، وكانا مسؤولين تحديدًا عن تصميم وتنفيذ الذراع الروبوتية. أتاح هذا التعاون لإدسينجر-جونزاليس وويبر تطبيق بعض نتائج البحث على روبوت جديد، أطلقوا عليه اسم دومو.
تعاون إدسينجر وويبر في العديد من الروبوتات الأخرى، وقد أثرت خبرتهما في العمل على مشروعي كيسمت [ 4 ] وكوج [ 5 ] على تصميم دومو. كان كيسمت رأسًا روبوتيًا طورته سينثيا بريزيل لإجراء تجارب على التعبيرات والإشارات الاجتماعية. تمثل دور إدسينجر في المشروع في المساعدة على تطوير المراحل الأولى من وحدة كشف العين في كيسمت، مما سمح له بالتواصل البصري أثناء التفاعل. أما مشروع كوج، فكان يهدف إلى استكشاف كيفية تشكل الذكاء من خلال التفاعل الاجتماعي. صُمم روبوت كوج لمحاكاة نقاط الحركة وأطراف جسم الإنسان، واستقبال المحفزات منها ليتمكن من استخدام أطرافه بطريقة شبيهة بالإنسان. تمثلت مساهمة إدسينجر في مشروع كوج في ذراع مشغل مرن متسلسل ووحدات تحكم لجسم الروبوت. على الرغم من أن التوجه البحثي لهذه الروبوتات يختلف تمامًا عن مشروع دومو، إلا أن تصميم وحدة كشف العين وذراع المحرك المرن المتسلسل مدمجان في تصميم دومو. [ 6 ]
تصميم
صُمم روبوت دومو بهدف البحث في التلاعب بالمؤثرات والتفاعل معها، بالإضافة إلى التعلم الآلي للمهارات الحسية الحركية. ولتحقيق ذلك، كان من الضروري أن يراعي التصميم بدقة كيفية تفاعل الروبوت مع المؤثرات غير المألوفة. كما تطلب البحث أن يكون دومو قادرًا على إدراك محيطه والتفاعل معه. ولتحقيق هذه المتطلبات، كان لا بد من أن يكون دومو قادرًا على العمل دون نموذج كامل للعالم، بل زُوّد بقدرة بناء نموذج خاص به. [ 7 ]
الأجزاء الميكانيكية
رأس
يتكون رأس دومو الروبوتي من سبع درجات حرية للجزء العلوي من الرأس، المتصل بعنق ذي درجتي حرية. يحتوي على عينين، كل منهما مزودة بكاميرا واحدة واسعة الزاوية. تستطيع الكاميرات تسجيل الفيديو بدقة 640×480 بمعدل 30 إطارًا في الثانية ، أو بدقة 1024×768 بمعدل 15 إطارًا في الثانية. تتحرك الكاميرتان على نفس نطاق درجات الحرية، لكن لكل منهما درجة حرية مستقلة تسمح بالتحريك البانورامي. يتضمن الروبوت جفنين لاستخدامهما في التعبير عن المشاعر. [ 7 ]
كانت رؤوس الروبوتات السابقة، مثل Cog، تعاني من إعاقة بسبب حزمة الأسلاك الكهربائية الممتدة إلى كاميرات العين والمحركات. أما تصميم Domo فيُمرر جميع الكابلات عبر الرقبة بحيث تكون مخفية بعيدًا عن الطريق. وهذا يمنح Domo نطاقًا واسعًا وحرية كبيرة في تحريك الرأس.
يتم تسهيل حركة الرأس بواسطة محركات التيار المستمر ذات الفرش . توفر مستشعرات موضع مقياس الجهد في المحرك معلومات حول الموضع المطلق للرأس عند بدء التشغيل، لذلك لا يتطلب جهاز دومو إجراء معايرة قبل أن يكون قادرًا على العمل.
كان الهدف الرئيسي من تصميم رأس دومو هو محاكاة حركة العين البشرية. تتراوح حركات العين البشرية من حركات سريعة وقوية إلى حركات بطيئة ودقيقة لمتابعة المحفزات المتحركة، لذا كان من الضروري دراسة تصميم رأس دومو ونظام الرؤية بعناية. [ 7 ]
ترتبط هذه العيون بنظام إدراكي عبارة عن مجموعة شبكية من أجهزة لينكس. وتُستخدم حزمة برامج YARP (منصة روبوت أخرى) لتمكين النظام الإدراكي من إجراء المعالجة البصرية. [ 7 ]
الأسلحة
بدلاً من تصميم ذراعي دومو بدقة مطلقة، صممهما إدسينجر وويبر ليعملا بشكل أقرب إلى حركة الإنسان. تتميز أذرع الإنسان بقدرتها الفائقة على استشعار القوى والتحكم بها عند كل مفصل، مع التضحية بدقة الوضعية لصالح المرونة. وقد استلزم تطبيق هذا المبدأ على الروبوت الشبيه بالإنسان أن يتضمن التصميم هامشاً من التسامح والمرونة عند كل مفصل، مع القدرة أيضاً على تتبع عزم الدوران وإخراجه.
تتمتع أذرع دومو بست درجات حرية، اثنتان في الكتف وأربع في الذراع والمعصم. المفاصل عبارة عن محركات مرنة متسلسلة (SEA) تعمل بمحركات تيار مستمر عديمة الفرش مصممة خصيصًا. تحتوي درجات الحرية على أنظمة نقل حركة بالكابلات، حيث تُخفى كابلات النقل بدقة في مركز المفاصل لضمان عدم إعاقة الحركة. تُستخدم المحركات المرنة المتسلسلة لتوفير إمكانيات استشعار القوة للأذرع. ترتبط المستشعرات المدمجة في جميع أنحاء الأذرع بالنظام الإدراكي. [ 7 ]
الأيدي
يتطلب تصميم يد بشرية آلية لقياس القوة وإخراجها. احتوت بعض التصاميم القديمة على مستشعرات قوة في أطراف الأصابع. ورغم أن هذا قد ينجح في بيئة معروفة، إلا أنه لا يوفر معلومات كافية للعمل في بيئة جديدة وغير معروفة. أما وحدات التحكم في يدي دومو، فهي قادرة على استشعار القوى عند كل مفصل على حدة. وهذا يسمح لليدين بالإمساك بجسم ما حتى بدون نموذج لحجمه أو شكله أو مادته.
تتكون كل يد من ثلاثة أصابع تعمل بأربعة محركات. يوجد محرك لكل إصبع، أما المحرك الرابع فيتحكم في المسافة بين إصبعين. يتم فتح الإصبعين باستخدام تروس، بينما يبقى الإصبع الثالث ثابتًا في مكانه. [ 7 ]
القدرات
سيتكيف دومو مع محيطه من خلال اختبار الطبيعة الفيزيائية للأشياء عن طريق لمسها أو هزها. تشمل قدراته تحديد حجم الأشياء، ووضعها على الرفوف، وسكب المشروبات للبشر، ومصافحة الأيدي، ومنح العناق. [ 8 ]
تصور
باستخدام الكاميرتين المثبتتين على رأسه ونظام المعالجة البصرية، يستطيع دومو تحليل حجم وشكل أي جسم استعدادًا للتفاعل معه. ويتم ذلك دون معرفة مسبقة بالجسم، مما يسمح لدومو بإنجاز المهام في بيئات غير مألوفة.
تعلُّم
تسمح بنية دومو للروبوت بتذكر التجارب الحسية السابقة. يستطيع دومو التعرف على قدراته الحسية الحركية، كما يستطيع ضبط حركاته بدقة بناءً على المهام التي أنجزها سابقاً.
تلاعب
صُممت يدا دومو لتكونا ماهرتين وقادرتين على القيام بالعديد من الحركات والإمساكات المختلفة. ومع ذلك، لا يمكن تحقيق ذلك دون تصميم نظام برمجي بارع في إدارة وحدات تحكم مختلفة لكل مفصل من مفاصله. وهذا يسمح للروبوت بالاستجابة بسرعة وتغيير حركة ذراعه، وهو أمر بالغ الأهمية لتمكينه من محاولة أداء مهام واقعية.
مراجع
- ↑ تشاو، توم (16 أبريل 2007). "روبوت جديد يراقب الناس بعيون تشبه عيون البشر" . فوكس نيوز . نيوز كوربوريشن. مؤرشف من الأصل في 19 أبريل 2007. تم الاطلاع عليه في 20 أغسطس 2007 .
- ↑ "Edsinger Domo" .
- ↑ "Edsinger Cardea" .
- ↑ "Edsinger Kismet" .
- ↑ "Edsinger Cog" .
- ↑ "آرون إدسينجر-جونزاليس" .
- 1 2 3 4 5 6 إدسينجر-جونزاليس، آرون وجيف ويبر (مايو 2004). "دومو: روبوت بشري حساس للقوة لأبحاث التلاعب". المجلة الدولية للروبوتات البشرية .
- ↑ لانج، كارين إي. (سبتمبر 2007). "القهوة، الشاي، أم WD-40؟". مجلة ناشيونال جيوغرافيك . 212 (3): 28.
روابط خارجية
- الشركة المنبثقة لجيف وآرون
- MIT.edu Domo Research
- إدسينجر-جونزاليس، أ.؛ ويبر، ج. (31 مايو 2004). "دومو: روبوت بشري حساس للقوة لأبحاث المناولة". المؤتمر الدولي الرابع لجمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات/جمعية الروبوتات الأمريكية حول الروبوتات البشرية، 2004. المجلد 1. الصفحات 273-291 . CiteSeerX 10.1.1.92.4608 . doi : 10.1109/ICHR.2004.1442127 . ISBN 0-7803-8863-1. S2CID 1301217 .
- روبوت كاردي
- الروبوتات المنزلية
- معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
- الروبوتات الشبيهة بالبشر
- روبوتات الولايات المتحدة
- روبوتات 2006
