الروبوتات.
يمكن برمجة الروبوتات
لأداء نفس المهمة ملايين المرات بأقل الأخطاء،
وهو أمر يصعب علينا فعله، أليس كذلك؟
ومن المثير للإعجاب مشاهدتهم وهم يعملون.
انظروا إليهم.
يمكنني مشاهدتهم لساعات.
أليس كذلك؟
أما غير المثير للإعجاب
هو أنه إذا أخرجنا هذه الروبوتات من المصانع،
حيث البيئة ليست معايرة بكفاءة كما هناك،
لأداء مهمة بسيطة لا تتطلب الكثير من الدقة،
فهذا ما يحدث.
إن فتح باب لا يتطلب الكثير من الدقة.
(ضحك)
أو خطأ حسابي صغير،
فيخطئ الصمام، وينتهي الأمر.
(ضحك)
مع عدم وجود فرصة لتجاوز المشكل أغلب الوقت.
فلماذا يحدث ذلك؟
للعديد من السنوات،
تم تصميم الروبوتات للتأكيد على السرعة والدقة،
ويتم تصميمهم وفقًا لبنية محددة.
إن أخذتم ذراع روبوت،
فهي مجموعة محددة من الروابط الصلبة
والمحركات، التي نسميها المشغلات،
وهي تحرك الروابط حول المفاصل.
وفي هذه البنية الروبوتية،
عليكم معايرة البيئة بدقة،
وهي المحيط،
ويجب برمجة كل حركة
لمفاصل الروبوت بدقة،
لأن خطأ صغير قد ينجم عنه خلل كبير،
قد يفسد جزءًا من الروبوت، أو الروبوت بأكمله
إن كان المشكل معقدًا.
لنتحدث عن هذه الروبوتات.
ولا تفكروا في عقولها
أو كيف نبرمجهم بعناية،
ولكن انظروا إلى بنياتهم.
هناك أمر خاطئ فيها،
لأن ما يجعل الروبوت دقيقًا وقويًا
يجعله أيضًا خطيرًا وغير فعال في الواقع،
لأن أجسادهم لا تتغير
أو تتكيف عند التفاعل مع العالم الحقيقي.
لذا فكروا في المقاربة العكسية،
أن يصبحوا ألين من أي شيء آخر حولهم.
ربما تعتقدون أنكم لن تقدروا أن تفعلوا أي شيء إن كنتم لينين،
ذلك محتمل.
ولكن الطبيعة تعلمنا العكس.
على سبيل المثال، في قاع المحيطات،
حيث يوجد ضغط هيدروليكي كبير،
يوجد كائن لين للغاية
يمكنه الحركة والتفاعل مع أشياء أصلب منه.
ويسير وهو يحمل قشرة جوز الهند
بفضل مرونة مجساته،
التي تعمل كأرجل وأيدي.
كما يمكن للأخطبوط بوضوح فتح جرة.
أمر مثير، أليس كذلك؟
ولكن من الواضح، أن ذلك ليس ممكنًا بفضل عقل هذا الكائن فقط،
ولكن بفضل جسمه أيضًا،
وذلك هو أوضح مثال،
عن الذكاء المجسد،
وهو نوع من الذكاء تمتلكه جميع الكائنات الحية.
فجميعنا نملك ذلك.
فجسمنا، وشكله، ومادته، وبنيته،
يلعب دورًا أساسيًا خلال المهام الجسدية،
لأننا نستطيع التكيف مع بيئتنا
حتى نتمكن من النجاح في العديد من المواقف
بدون الكثير من التخطيط والحسابات المسبقة.
لذلك لما لا نضع بعض هذا الذكاء المجسد
في الروبوتات،
حتى نحررهم من اللجوء للكثير
من الحسابات والاستشعار؟
ولفعل ذلك يمكننا تتبع خطة الطبيعة،
لأنها قامت بعمل رائع عن طريق التطور،
في تصميم آلات تتفاعل مع البيئة.
ومن السهل ملاحظة أن الطبيعة تستخدم المواد اللينة عادة
والمواد الصلبة قليلًا.
وهذا ما يتم فعله في مجال الروبوتات الجديد،
والذي يدعى "الروبوتات اللينة،"
حيث الهدف الرئيسي ليس صنع آلات عالية الدقة،
لأننا قد فعلنا ذلك من قبل،
ولكن لجعل الروبوتات قادرة على مواجهة مواقف غير متوقعة في العالم الحقيقي،
وبالتالي قادرة على التواجد به.
وما يجعل الروبوت لينًا هو أولًا جسده الطيع،
الذي يصنع من مواد وبنية يمكنها التشكل،
حيث لم يعد هناك روابط صلبة،
وثانيًا، لتحريكه نستخدم مشغلات موزعة،
لنتحكم باستمرار في شكل هذا الجسد الطيع،
ويشبه ذلك تأثير وجود العديد من الروابط والمفاصل،
ولكننا لا نملك بنية صلبة على الإطلاق.
لذا يمكنكم تخيل أن صنع روبوت لين هو عمل مختلف للغاية
عن الروبوتات الصلبة، حيث يوجد روابط وتروس و براغي
يتم جمعها بطريقة محددة.
في الروبوتات اللينة نبني المشغلات من الصفر
أغلب الوقت،
ونشكل المادة المرنة
بشكل يستجيب لبعض المهام.
على سبيل المثال، يمكنكم هنا تغيير شكل بنية ما
بصنع شكل معقد للغاية
إذا فكرتم بفعل نفس الشيء باستخدام روابط صلبة ومفاصل،
هنا نستخدم مدخل واحد فقط،
مثل ضغط الهواء.
حسنًا، دعونا نرى أمثلة رائعة على الروبوتات اللينة.
هنا واحد لطيف تم تطويره في جامعة (هارفارد)،
ويسير بفضل موجات ضغط تمر عبر جسده،
وبفضل مرونته يمكنه التسلل أسفل جسر منخفض،
ثم يواصل السير،
ثم يواصل السير بشكل مختلف بعد ذلك.
وهو مجرد نموذج تمهيدي،
ولكنهم صمموا نسخة أقوى تعمل بالطاقة
يمكن إرساله إلى الخارج ليتفاعل مع العالم
مثل سيارة تعبر فوقه
ثم يواصل السير.
إنه لطيف.
(ضحك)
أو روبوتات أسماك يمكنها السباحة مثل الأسماك الحقيقية في الماء
ببساطة لأنها تملك ذيلًا لينًا مع مشغلات موزعة
باستخدام ضغط الهواء.
تم ذالك في معهد (ماساتشوستس) للتكنولوجيا.
وبالطبع لدينا أخطبوط روبوت،
وهو أحد أول المشروعات
التي طُورت في مجال الروبوتات اللينة.
هنا ترون المجسات الصناعية،
ولكنهم بنوا بالفعل آلة بمجسات عديدة
يمكنهم إلقاؤها في الماء،
وترون أنه يمكنها التجول واستكشاف تحت الماء
بشكل يختلف عما تفعله الروبوتات الصلبة.
ولكن ذلك هام جدًا للبيئات الحساسة، مثل الشعاب المرجانية.
دعونا نعود إلى الأرض.
هنا، ترون المشهد
من روبوت متطور طوره زملائي في (ستانفورد).
وترون الكاميرا المثبتة أعلاه.
وهذا الروبوت فريد من نوعه،
لأنه ينمو من الأطراف باستخدام ضغط الهواء،
بينما يبقى باقي الجسد متصلًا بالبيئة.
وذلك مستوحى من النباتات وليس الحيوانات،
والتي تنمو بطريقة مشابهة
حتى تتمكن من مواجهة العديد من المواقف.
فأنا مهندسة طب حيوي،
والتطبيق الذي أفضله أكثر
هو في المجال الطبي،
ومن الصعب تخيل تفاعل أقرب للجسد البشري
من الذهاب إلى داخله،
على سبيل المثال، لإجراء عملية جراحية بأقل تدخل.
هنا يكون الروبوت مساعدًا للجراح،
لأنه يدخل إلى الجسد
باستخدام فتحات صغيرة وأدوات مباشرة،
هذه الأدوات تتعامل مع بنيات رقيقة للغاية
في بيئة غير موثوقة،
ويجب فعل ذلك بأمان.
أيضًا إدخال كاميرا إلى الجسد،
لكشف مكان الجراحة أمام أعين الجراح
يمكن أن يكون صعبًا للغاية باستخدام عصًا صلبة،
مثل المنظار الكلاسيكي.
مع مجموعتي البحثية السابقة في أوروبا،
طورنا روبوت يحمل كاميرا للجراحة،
وهو مختلف تمامًا عن المنظار العادي،
والذي يمكنه التحرك بفضل مرونة الوحدة
وينثني في جميع الاتجاهات ويتمدد.
ويستخدمه الجراحون لرؤية ما يفعلونه
بالأدوات الأخرى من زوايا مختلفة،
بدون الانتباه كثيرًا لما يتم لمسه.
وهنا ترون الروبوت اللين في عمله،
وهو يدخل الجسم.
هذا نموذج للجسم وليس جسمًا حقيقيًا.
يدور بالأرجاء.
ويوجد ضوء، لأنه عادة،
لا يوجد الكثير من الضوء داخل أجسادنا.
كما نأمل.
(ضحك)
ولكن أحيانًا يمكن إجراء عملية جراحية بواسطة إبرة واحدة،
وفي (ستانفورد) نعمل حاليًا على تطوير إبرة مرنة للغاية،
نوع من الروبوتات المرنة الصغيرة للغاية
مصممة ميكانيكيًا لاستغلال التفاعل مع الأنسجة
والتجول داخل الأعضاء الصلبة.
وبذلك يصبح من السهل الوصول إلى أهداف عديدة، مثل الأورام،
داخل عضو صلب
باستخدام نقطة إدخال واحدة.
ويمكن حتى الطواف حول البنية التي نرغب في تجنبها
في طريقنا إلى الهدف.
فمن الواضح أن هذه الحقبة في علم الروبوتات مثيرة للغاية.
فلدينا روبوتات تتعامل مع البنيات المرنة،
وذلك يطرح أسئلة جديدة وصعبة للغاية
على مجتمع علم الروبوتات،
وبالفعل نحن بدأنا نتعلم كيف نتحكم،
ونضع المجسات في هذه البنيات المرنة.
ولكن بالطبع، لم نصل بعد لما اكتشفته الطبيعة
في ملايين السنين من التطور.
ولكن هناك أمر واحد متيقنةً منه:
سوف تصبح الروبوتات أكثر مرونة وأمنًا،
وسوف تكون هناك لمساعدة الناس.
شكرًا لكم.
(تصفيق)