إطار عمل الروبوتات يستهدف التنسيق الأكثر أمانًا بين الروبوتات المتعددة
مع انتقال الروبوتات إلى المساحات المشتركة، يمكن أن يتحول فشل التنسيق بسرعة إلى مخاطر تتعلق بالسلامة واختناقات تشغيلية. لكي تعمل هذه الأنظمة بأمان على نطاق واسع، فإنها تحتاج إلى طريقة مشتركة لتوصيل الموقع والنية والسلوك.
ولتلبية هذه الحاجة، يقود أندرو سينجليتاري، الرئيس التنفيذي لشركة 3Laws، مجموعة عمل صناعية مع دانييل ثيوبالد، مبتكر معيار قابلية التشغيل البيني MassRobotics AMR، لتطوير نموذج قابلية التشغيل البيني للأنظمة الروبوتية غير المتجانسة.
الهدف هو نقل الروبوتات من عمليات النشر التجريبية إلى أداة مؤسسية موثوقة وقابلة للتطوير يمكن للمؤسسات نشرها دون تكامل كبير. يمكن أن يؤدي تحديث معايير قابلية التشغيل البيني إلى تحويل الأجهزة المنفصلة إلى قوة عاملة روبوتية منسقة.
وأوضح سينجليتاري أن المعيار الأصلي ركز بشكل أساسي على مشاركة معلومات الحالة والحالة بين الروبوتات المتنقلة. ومع ذلك، فإن دمج الروبوتات من مختلف الشركات المصنعة يتطلب خطوة كبيرة إلى الأمام، حيث يجب على هذه الآلات أن تعمل معًا وتعدل سلوكها ديناميكيًا بناءً على ما يحاول الآخرون تحقيقه.
وقال لـ TechNewsWorld: “أحد الأهداف الرئيسية للإطار الجديد هو إضافة تواصل مقصود. فبدلاً من مجرد بث الحالة، نريد من الروبوتات أن تشير إلى ما يحاولون القيام به”.
أين تقف الروبوتات الآن
تتجه الصناعة نحو نموذج يستطيع من خلاله مديرو المرافق نشر الروبوتات التي تنسق على الفور، دون الحاجة إلى تكامل مخصص.
مع دخول المزيد من البائعين إلى السوق، أصبحت النظم البيئية المغلقة أقل قابلية للحياة. يحتاج المتبنون على نطاق واسع – من المستودعات إلى المستشفيات والمدن الذكية – إلى أنواع مختلفة من الروبوتات لتنسيق بروتوكولات النوايا والسلامة في الوقت الفعلي.
تتطور الروبوتات من الأنظمة المستقلة إلى بنية تحتية مكتفية ذاتيًا. وهي تتكامل الآن مع أنظمة البناء مثل المصاعد والأبواب ومحطات الشحن لتعمل لفترات طويلة دون تدخل بشري.
يعمل التقدم في مجال الذكاء الاصطناعي على تمكين الروبوتات من تجاوز القواعد المبرمجة مسبقًا، والتعامل مع بيئات العالم الحقيقي من خلال الأوامر المستندة إلى اللغة الطبيعية والرؤية.
تجنب الازدحام والصراع الروبوت
حدد سينجليتاري سيناريو نموذجيًا حيث تنسق الروبوتات دون صراع. في منشأة صيدلانية، يعمل المناول المتحرك في خلية العمل.
عندما يحتاج روبوت آخر إلى المرور عبر نفس المنطقة، يمكنه توصيل المسار أو الهدف المقصود. يمكن للروبوت الأول الاستجابة من خلال الإشارة إلى ما إذا كان سيخلي المساحة قريبًا أو سيبقى في مكانه، مما يدفع الروبوت الآخر إلى إعادة توجيهه بدلاً من الانتظار أو المخاطرة بالاصطدام.
وقال: “هذا يمكّن الروبوتات من التواصل بشكل أكبر مثلما يفعل البشر في البيئات المشتركة”.
تم تصميم هذا الإطار لاستكمال أنظمة إدارة الأسطول الحالية ومعايير السلامة والمتطلبات التنظيمية، وليس استبدالها.
من مشاركة البيانات إلى التنسيق
وفي سوق الروبوتات المتنقلة المستقلة (AMR)، يعكس التعاون بين سينجليتاري وثيوبالد الانتقال من تبادل البيانات الأساسية إلى التنسيق الحيوي للسلامة. يتيح هذا التحول للروبوتات العمل دون صراع. ومن الناحية العملية، يعني ذلك تأخيرات أقل، واصطدامات أقل، وعمليات أكثر قابلية للتنبؤ بها عبر الأساطيل المختلطة.
يتطلب البروتوكول المقترح من الروبوتات مشاركة خمس نقاط بيانات أساسية: الموقع، والسرعة، والاتجاه، والحالة الصحية، ومدى توفر المهام. يتم إضفاء الطابع الرسمي على المعيار باعتباره ISO 21423، مع تطبيقات تتراوح من روبوتات المستودعات إلى عمليات النشر على مستوى المدينة.
يحدد عملهم معًا طبقة الاتصال وضوابط السلامة اللازمة للروبوتات للعمل في بيئات مشتركة. قام ثيوبالد بتطوير معيار الاتصال، بينما يركز سينجليتاري على الضمانات التي تساعد على منع الاصطدامات، حتى عندما تفشل أنظمة الذكاء الاصطناعي.
ويتمثل التحدي الرئيسي في تمكين قابلية التشغيل البيني دون الكشف عن التكنولوجيا الخاصة.
وأوضح سينجليتاري: “تم تصميم إطار العمل لتوصيل معلومات النوايا ذات المستوى الأعلى دون الحاجة إلى الوصول إلى منطق التحكم الخاص أو الخوارزميات أو الملكية الفكرية الأخرى. وستكون أشياء ذات مستوى أعلى مثل ما يحاول الروبوت القيام به”.
AMRs تتحرك خارج المستودعات
اكتسبت AMRs قوة جذب لأول مرة في المستودعات. ويتم الآن نشرها في المستشفيات وعلى الأرصفة العامة. ويجب أن يتطور المعيار ليأخذ في الاعتبار السلوك البشري الذي لا يمكن التنبؤ به، وليس فقط الأنظمة المبرمجة.
وقال سينجليتاري: “تاريخياً، افترضت العديد من معايير الروبوتات الصناعية التشغيل في بيئات منظمة جنباً إلى جنب مع موظفين مدربين. والآن، نحن ندخل هذا العالم الجديد من الروبوتات، حيث ستكون الروبوتات حول أشخاص غير مدربين لا يشكلون بالضرورة جزءاً من المهمة التي نحاول إنجازها”.
يعد إطار العمل مهمًا بشكل خاص في هذه البيئات، حيث يساعد الروبوتات على مراعاة الأشخاص بشكل أفضل.
بشكل فردي، تتمتع هذه الأنظمة بقدرات استشعار محدودة. قد يتم اكتشاف أي شخص على جانب واحد من المنشأة فقط بواسطة الأجهزة القريبة، مما يترك هذا الوعي معزولًا دون اتصال مشترك.
وقال: “عندما تتواصل الروبوتات، فإنها تخلق فهماً مشتركاً وأكثر اكتمالاً للبيئة. وهذا الوعي الجماعي يساعد النظام العام على العمل بشكل أكثر أماناً وفعالية”.
تقوم الروبوتات بتوصيل نية المهمة
يعد دعم الروبوتات ذات العجلات والأرجل والهوائية ضمن إطار واحد أمرًا صعبًا نظرًا لقيود حركتها المميزة. لا ينصب تركيز Singletary على ميكانيكا الروبوت بل على المهمة نفسها.
وقال: “ينصب التركيز على ما يحاول الروبوت القيام به. لقد أنشأنا مجموعة عمل لتحديد مفردات مشتركة وقابلة للتوسيع للمهام التي يمكن للروبوتات استخدامها لوصف النية”.
التحدي هو إيجاد التوازن الصحيح. يؤدي الإطار الواسع للغاية إلى إنشاء مفردات مهمة معقدة يصعب تنفيذها، في حين أن الإطار الضيق جدًا لا يمكنه دعم نطاق الأنظمة المستخدمة.
وقال سينجليتاري إن الإطار طوعي، وليس تنظيميًا، ويهدف إلى أن يشمل جميع أنواع الأنظمة الآلية، بدءًا من AMRs التقليدية وحتى الروبوتات البشرية. وسوف يدعم أيضًا الأشكال الهجينة، والتي يتوقع أن تكتسب المزيد من الجاذبية في العامين المقبلين.
ومع توسع عمليات النشر، فإن تحقيق هذا التوازن بشكل صحيح سيحدد مدى سرعة الروبوتات في التوسع خارج البيئات الخاضعة للتحكم.
وخلص إلى أن “إيجاد هذا التوازن هو أحد التحديات الأصعب التي يجب حلها”.
