يمكن أن تتعرض يد الظل الجديدة للضرب

لسنوات عديدة، كانت يد الظل الخاصة بشركة Shadow Robot هي المعيار الذهبي للتلاعب الآلي. إنه جميل وباهظ الثمن، كما أن قدرته على محاكاة عامل الشكل ووظيفة الأيدي البشرية جعلته مثاليًا للمهام المعقدة. لقد اختبرت شخصيًا مدى روعة استخدام Shadow Hands في سياق العمليات عن بعد، ومن الصعب تخيل أي شيء أفضل.

كانت مشكلة يد الظل الأصلية (ولا تزال) هي الهشاشة. في بيئة البحث، كان هذا أمرًا جيدًا، إلا أن البحث يتغير: لم يعد علماء الروبوتات يبرمجون مهام التلاعب يدويًا بعناية. الآن يتعلق الأمر كله بالتعلم الآلي، حيث تحتاج إلى أيدي آلية لتفشل بشكل كبير مرارًا وتكرارًا حتى تجمع بيانات كافية لفهم كيفية تحقيق النجاح.

“لقد هدفنا إلى تحقيق المتانة والأداء على حساب التجسيم والحجم والشكل البشري.” —ريتش ووكر، شركة Shadow Robot

لم يكن القيام بذلك باستخدام يد الظل أمرًا واقعيًا، وهو ما فهمته Google DeepMind قبل خمس سنوات عندما طلبت من Shadow Robot أن يبني لهم يدًا جديدة مزودة بأجهزة يمكنها التعامل مع هذا النوع من بيئات التدريب التي تمثل الآن أبحاث التلاعب. لذلك أمضى Shadow Robot نصف العقد الأخير في العمل على Shadow Hand الجديدة ذات الأصابع الثلاثة، والتي كشفت عنها الشركة اليوم. تسميها الشركة، بشكل مناسب بما فيه الكفاية، “يد الظل الجديدة”.

كما ترون، هذا الشيء هو وحش مطلق. يقول Shadow Robot أن اليد الجديدة “قوية ضد قدر كبير من سوء الاستخدام، بما في ذلك متطلبات القوة العدوانية والتآكل والتأثيرات”. لكن جزءًا من النقطة هو أن هذه هي يد الروبوت المصممين قد يطلق عليه “سوء الاستخدام” أو التلاعب بالروبوت الباحثين قد يطلق عليه “التقدم”، وقد تم تصميم اليد للوقوف في وجه أبحاث التلاعب التي تتخطى حدود ما تستطيع الأجهزة والبرمجيات الروبوتية تحقيقه فعليًا.

تدرك Shadow Robot أنه على الرغم من أفضل جهودها الهندسية، فإن هذه اليد الجديدة ستظل تنكسر أحيانًا (لأنها روبوت وهذا ما تفعله الروبوتات)، لذلك صممتها الشركة لتكون معيارية وسهلة الإصلاح. كل إصبع عبارة عن وحدة قائمة بذاتها يمكن تبديلها بسهولة، مع خمسة محركات Maxon في قاعدة الإصبع تدفع مفاصل الأصابع الأربعة عبر الكابلات في تصميم يزيل رد الفعل العكسي. ستحتاج الكابلات نفسها إلى الاستبدال من وقت لآخر، ولكن من الأسهل بكثير القيام بذلك على Shadow Hand الجديدة عما كان عليه في الأصل. يقول Shadow Robot أنه يمكنك تبديل ما يعادل قيمة كابلات اليد الجديدة بالكامل في نفس الوقت الذي يستغرقه استبدال أعزب كابل على اليد القديمة.

روبوت الظل

يد الظل الجديدة نفسها أكبر إلى حد ما من يد الإنسان النموذجية، وأثقل أيضًا: تزن كل وحدة إصبع معيارية 1.2 كجم، بينما يزيد وزن اليد ذات الأصابع الثلاثة بالكامل عن 4 كجم. تمتلك الأصابع حركيات شبيهة بالحركات البشرية، ويمكن لكل مفصل أن يتحرك بسرعة تصل إلى 180 درجة في الثانية مع القدرة على ممارسة ما لا يقل عن 8 نيوتن من القوة عند كل طرف إصبع. يتوفر كل من التحكم في القوة والتحكم في الموضع، وتقوم اليد بأكملها بتشغيل نظام تشغيل الروبوت، وهي مجموعة مكتبات وأدوات البرامج مفتوحة المصدر التابعة لمؤسسة Open Source Robotics Foundation.

واحدة من أروع الميزات الجديدة لهذه اليد هي الاستشعار عن طريق اللمس. قرر Shadow Robot أن يسلك الطريق البصري باستخدام أجهزة استشعار بأطراف الأصابع، على غرار GelSight. كل طرف إصبع مغطى بجل ناعم اسفنجي مع آلاف الجزيئات المدمجة. تقوم الكاميرات الموجودة خلف الجل بتتبع كل من تلك الجزيئات، وعندما يلمس طرف الإصبع شيئًا ما، تتحرك الجزيئات. بناءً على هذه الحركة، يمكن لأطراف الأصابع أن تكتشف بدقة حجم واتجاه القوى الصغيرة جدًا. وهناك أيضًا المزيد من المستشعرات الموجودة على الجزء الداخلي من الأصابع، مع مستشعرات تأثير Hall المضمنة للمساعدة في توفير التغذية الراجعة أثناء مهام الإمساك والتلاعب.

روبوت الظل

الاختلاف الأكثر لفتًا للانتباه هنا هو مدى الاختلاف التام عن فلسفة التلاعب الآلي التي تمثلها هذه اليد الجديدة بالنسبة لـ Shadow Robot. يقول ريتش ووكر، مدير شركة Shadow Robot Company: “لقد استهدفنا القوة والأداء على حساب التجسيم والحجم والشكل البشري”. “هناك خيار تصميم محدد للغاية للحصول على شيء يتصرف حقًا مثل مناور محسّن بدلاً من يد تشبه الإنسان.”

يوضح ووكر أن Shadow Robot يرى طريقتين مختلفتين للتلاعب داخل مجتمع الروبوتات في الوقت الحالي: هناك التعلم بالتقليد، حيث يقوم الإنسان بمهمة ثم يحاول الروبوت القيام بالمهمة بنفس الطريقة، ثم هناك التعلم المعزز، حيث يقوم الروبوت يحاول معرفة كيفية القيام بالمهمة في حد ذاتها. “من الواضح أن هذه اليد تم بناؤها من الألف إلى الياء لتسهيل التعلم المعزز.”

تم أيضًا بناء اليد من الألف إلى الياء لتكون قوية وقابلة للإصلاح، مما كان له تأثير كبير على عامل الشكل. لجعل الأصابع معيارية، يجب أن تكون مكتنزة، ومحاولة حشر خمسة منها في يد واحدة لم تكن عملية. ولكن بسبب هذه النمطية، يمكن لـ Shadow Robot أن يصنع لك يدًا بخمسة أصابع إذا كنت تريد واحدة حقًا. أو يد ذات إصبعين. أو (وهذا اقتراحهم، وليس اقتراحي) “العنكبوت العملاق”. ومع ذلك، ربما لا يكون من المفيد التعلق بعامل الشكل. بدلًا من ذلك، ركز أكثر على ما يمكن أن تفعله اليد. في الواقع، أخبرني Shadow Robot أن أفضل طريقة للتفكير في اليد في سياق خفة الحركة هي امتلاك ثلاث يد الابهاموليس ثلاثة أصابع، لكن ووكر يقول إنه “إذا وصفناها بهذه الطريقة، يرتبك الناس”.

لا يزال هناك بالتأكيد مكان لـ Shadow Hand الأصلية المجسمة، وليس لدى Shadow Robot أي خطط لإيقافها. يقول ووكر: “من الواضح أن التجسيم يمثل بالنسبة لبعض الناس عائقًا أمام الصفقة، ويجب عليهم الحصول عليه”. “ولكن بالنسبة للكثير من الناس، فإن فكرة حصولهم على شيء قوي وماهر حقًا ويمكنه جمع الكثير من البيانات، هي فكرة مثيرة بما يكفي لتستحق القول حسنًا، ماذا يمكننا أن نفعل بهذا؟ نحن مهتمون للغاية بمعرفة ما سيحدث.”

The Shadow New Hand متاحة الآن بسعر يبدأ من حوالي 74000 دولار اعتمادًا على التكوين.