أبوظبي: عبد الرحمن سعيد
طور فريق بحثي من «جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا» في أبوظبي، نموذجاً جديداً في الميكانيكا الحيوية يجعل سلوك الروبوت، الذي يُعدّ مهمة معقدة تتمثل في الطريقة التي تتحرك بها وتتفاعل فيها مع بيئتها، أكثر دقة وسهولة.
ونُشر الفريق بحثهم بعنوان «النمذجة المنخفضة الترتيب للروبوتات الهجينة المرنة والصلبة باستخدام معايير الجهد المحلية والعالمية والمرتبطة بالحالة» في المجلة العلمية الرائدة «إنترناشونال جورنال أوف روبوتِكس ريسيرتش»، المعنيّة بالروبوتات.
ويتميّز نموذج الجهد المتغير الهندسي الرائد، الذي سيُحدث نقلة نوعية في نظام التحكم بالروبوتات الهجينة المرنة والصلبة وحركتها التي تجمع بين الأجزاء الناعمة والمرنة والمكونات الصلبة، بعدم تأثيره في الدقة، على الرغم من حاجته إلى حسابات أقل، وهو ما يجعله أداة قوية للجيل القادم من الأنظمة الروبوتية.
شمل الفريق البحثي الدكتور فيديريكو ريندا، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الميكانيكية والنووية، والدكتور أنوب تيجو ماثيو، والدكتور دانيال فيليو تاليغون، والدكتور عبد العزيز الكاياس، والدكتور فريدريك بويِر، عضو الهيئة الأكاديمية والباحث في مختبر العلوم العددية ومعهد «مين تيليكوم» في نانت الفرنسية.
وأوضح الفريق البحثي أن النماذج التقليدية تواجه صعوبة في مزج المرونة والصلابة، ولكن يبسط نموذج الجهد المتغير الهندسي العملية باستخدام إطار عمل منخفض الرتبة، كما أنّه يمثّل خوارزمية فعالة تحتاج فقط إلى الحد الأدنى من البيانات لتمثيل سلوك الروبوت بدقة.
وذكروا أن المزايا الرئيسة لنموذج الجهد المتغير الهندسي تتمثّل في قدرته على تسهيل تصميم الروبوتات التي تحتاج إلى العمل في بيئات معقدة والسيطرة عليها. على سبيل المثال، يمكن للأذرع الروبوتية الطويلة والمرنة الاستفادة من النموذج للقيام بحركات أكثر دقة في الجراحة التي تتطلب أدنى مستوى من التدخل الجراحي، ما يقلل المخاطر التي يتعرض لها المرضى. كما يمكن للروبوتات المستوحاة من أنظمة الدفع الطبيعية للبكتيريا التنقل بكفاءة أكبر وضوضاء أقل في عمليات الاستكشاف تحت الماء، ما يجعلها مثالية للاستخدام في البيئات الحساسة، بينما تفيد المقابض المرنة القطاعات الصناعية الزراعية والغذائية.
وقالوا: يسهم نموذج اللجهد المتغير الهندسي في مواجهة التحديات التشغيلية مثل الاهتزاز وتشوّه الأجزاء المرنة في الروبوتات التي تستخدم الأسلاك المعدنية للتحكم في الأحمال الثقيلة، في السيناريوهات التي تتطلب عمل كلٍّ من المكونات اللينة والصلبة معاً بسلاسة وتشمل الروبوتات المستخدمة في تقنية الطباعة الثلاثية للبناء.
وقال الدكتور فيديريكو ريندا «تُفيد قدرة نموذج الجهد المتغير الهندسي في تسهيل عملية التحليل مع الحفاظ على الدقة، في عملية تصميم هذه الروبوتات والتحكم فيها، حيث يمكنها أن تؤدي إلى خوارزميات أكثر كفاءة وأنظمة روبوتية أكثر استجابة وتنوعاً».