طور فريق في جامعة تكساس في أوستن يدًا روبوتية باسم FORTE تجمع بين الاستشعار اللمسي المتقدم والروبوتات الناعمة، ووُصفت في ورقة نُشرت في مجلة IEEE Robotics and Automation Letters. صُممت أصابع اليد مستلهمة من تأثير الزعنفة (fin-ray effect) في زعانف الأسماك، وصُنعت بتقنيات طباعة ثلاثية الأبعاد متقدمة. تحتوي الأصابع داخلياً على قنوات هوائية فارغة؛ عندما تغلق الأصابع حول جسم يتحرّك الهواء داخل هذه القنوات ويتغير الضغط.
تكشف حساسات ضغط صغيرة متوفرة تجارياً عن تغيرات الضغط هذه وتزود النظام بتغذية راجعة للقوة في الوقت الحقيقي. تتيح هذه الإشارات للروبوت معرفة ما إذا كان الجسم ينزلق والعمل بسرعة لتعديل القبضة، ما يمنحه قدرة حسّية أقرب إلى حاسة اليد البشرية.
اختبر الفريق القبضة على 31 غرضاً شملت عناصر هشة مثل التوت ورقائق البطاطس، وعناصر زلقة مثل برطمانات المربى وكُرات البلياردو، وأغراض يومية مثل علب الحساء والتفاح. حقق النظام نجاحاً بنسبة 91.9% في محاولة واحدة، وتعرّف على 93% من حالات الانزلاق بدقة 100%، ولم يسجّل أي إنذار انزلاق كاذب. يقول الباحثون إن FORTE تفوّق على الأقفال التي تعتمد على المعلومات البصرية فقط.
تتميّز الأصابع بإمكانية تخصيصها وعمر افتراضي أطول، ونشر الفريق تصاميم العتاد والخوارزميات علناً لتشجيع المزيد من العمل. تشمل الخطوات التالية تقليل حساسية المستشعرات لتغيرات الحرارة وتحسين القدرة على الإمساك أثناء الانزلاق. تستخدم هذه التقنية تطبيقات مثل معالجة الأغذية والرعاية الصحية والتصنيع، وجاء الدعم من برامج ومؤسسات بحثية متعددة. المصدر: UT Austin.
كلمات صعبة
- الاستشعار اللمسي — جمع معلومات عن اللمس والضغط من السطح
- روبوت ناعم — روبوت مصنوع من مواد مرنة وحسّاسة للحركةالروبوتات الناعمة
- تأثير الزعنفة — تصميم يتحرّك أو ينثني مثل زعانف الأسماك
- طباعة ثلاثية الأبعاد — صنع أجسام ثلاثية الأبعاد بإضافة طبقات متتالية
- قناة — أنبوب داخلي يسمح بمرور الهواء أو السوائلقنوات
- حساس — جهاز يكشف تغيّر في ميزة فيزيائيةحساسات
- تغذية راجعة — معلومات يرجعها النظام لتحسين الأداء فوراً
- انزلاق — تحرك الجسم غير المقصود على سطح مائل أو أملسالانزلاق
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما الفوائد المحتملة لاستخدام يد روبوتية حسّاسة في مجالات مثل معالجة الأغذية أو الرعاية الصحية؟ اذكر مثالين ولماذا مفيدان.
- المقال يذكر حاجتين لتحسين التقنية (تقليل حساسية المستشعر للحرارة وتحسين الإمساك أثناء الانزلاق). أي منهما تعتقد أنها أصعب تنفيذًا ولماذا؟ اقترح حلاً واحدًا بسيطًا.
- هل توافق على نشر تصاميم العتاد والخوارزميات علناً؟ ما الإيجابيات والسلبيات المحتملة لهذا القرار؟
