
تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء


الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية


الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية


علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت


الفيزياء الحديثة


النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية


الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي


فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد


الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر


علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء


المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة


الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات


الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة


مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى
كيفية تصميم روبوت مستقل
المؤلف:
آلان وينفيلد
المصدر:
علم الروبوتات
الجزء والصفحة:
ص 54
2026-01-14
38
ثبت محركين بسيطين منخفضي الطاقة مزوَّدَين بعجلات على جانبي هيكل روبوت صغير. ثم ضع لوحين شمسيَّين منخفضي التكلفة على جانبي الروبوت بحيث يبدوان مثل الجناحين إلى حد كبير. ووصل خرج اللوح الشمسي الأيسر بالمحرك الأيمن عن طريق سلك، والعكس صحيح. تلك هي الطريقة التي صمم بها مهندس الروبوتات كريس بايذاواي مثل هذا الروبوت.
يتصرف هذا الروبوت الصغير المسمى سولاربوت بالطريقة التالية. يشغل كلا المحركين بالدرجة ذاتها تقريبًا، ضوء قوي يُضيء بنفس الشدة على جناحي الروبوت، ويتقدم الروبوت إلى الأمام باتجاه مصدر الضوء. من ناحية أخرى، إذا كان الجناح الأيمن مظلمًا لكنَّ الجناح الأيسر مضاء، فعندئذ سيعمل المحرك الأيمن فقط، وسيتوقف المحرك الأيسر؛ ومن ثم يستدير الروبوت إلى اليسار، كما لو كان يحاول الوصول إلى الضوء. وإذا حدث العكس، أي كان الجناح الأيسر مظلمًا والآخر مضاء، فسيستدير الروبوت إلى اليمين. ونتيجةً لذلك، يمكن للروبوت أن يشقّ طريقه عبر مسار به عقبات بسيطة نحو الضوء. ويُقال إن سولاربوت استجابة إيجابية للضوء، ويتمتع بنوع بسيط من تجنب العوائق. يوجه سولاربوت نفسه أيضًا نحو الضوء إذا لم يكن في مواجهته مباشرةً. يقدم لنا سولاربوت مثالاً توضيحيا رائعًا على أن السلوكيات البسيطة الهادفة لا تتطلب أي أجهزة كمبيوتر على الإطلاق. ويُعد سولاربوت مثالا على ما يشير إليه علماء الروبوتات بآلة برايتنبرج.
في كتابه الصادر عام 1984بعنوان «المركبات»، أوضح برايتنبرج، من خلال مجموعة رائعة من التجارب الفكرية أن مجرد توصيل المستشعرات والمحركات بالطريقة التي ذكرتها يمكن أن ينتج سلوكيات انعكاسية بسيطة ذات تطور مذهل. وما يوضحه سولاربوت أيضًا هو أن روبوتا بسيطًا بدون دماغ من جانب ما يمكن أن يصدر سلوكًا هادفًا ومثيرًا للاهتمام، بينما يوضح في الوقت ذاته أن السلوكيات خاصية ناجمة عن التفاعل بين الروبوت وبيئة العمل الخاصة به فسلوكيات الروبوت هي خاصية منبثقة عن تلك التفاعلات.
علاوةً على ذلك، يرتبط مدى تعقيد تلك السلوكيات بمدى تعقيد البيئة. لهذا إذا وضع سولاربوت في غرفة مظلمة، فلن يفعل شيئًا على الإطلاق. وفي غرفة فارغة بلا عوائق وبها مصدر ضوء واحد، لن يثير سلوك الروبوت الاهتمام بشكل كبير؛ إذ يتجه ببساطة نحو مصدر الضوء حتى يصطدم به ثم يستمر دون جدوى في أن «يتغذى» على الطاقة الشمسية ويوجه محركاته إلى الأمام دون توقف. فنحن نتمكن من رؤية جميع سلوكيات سولاربوت إلا في وجود مجموعة من العوائق التي تخلق بقعا من الظل. يوضح لنا سولاربوت أيضًا أن الروبوت المستقل ليس من الضروري أن يكون معقدًا. الحق أنَّ الروبوتات المستقلة، وعلى نحو غير متوقع غالبًا ما تكون أبسط من الروبوتات المشغلة عن بعد تخيل مدى تعقيد أنظمة التحكم والإلكترونيات التي سينبغي وجودها في سولاربوت حتى تتمكن من توجيهه عبر متاهة من خلال جهاز تحكم لا سلكي. إن إدراك أن سلوك الروبوت المستقل هو خاصية منبثقة من تفاعلاته مع العالم حوله له تبعات مهمة وبعيدة المدى على الطريقة التي نصمم بها الروبوتات المستقلة.
شكل1 حلقة ردود الفعل المتبادلة بين الروبوت والعالم
يُوضّح الشكل 1 ما يُسميه علماء الروبوتات حلقة التحكم الخارجية للروبوتات المستقلة. توصف الحلقة بأنها مغلقة من خلال بيئة عمل الروبوت.» ما يعنيه هذا هو أن الروبوت يستشعر بيئته، وأن القيم التي تتلقاها المستشعرات الخاصة به تؤدي بطريقة ما إلى مخرجات حركية جديدة (مباشرة في حالة سولاربوت). عندئذٍ يتحرك الروبوت (كلهأو جزء منه)، ونتيجة لهذه التحركات من المرجح أن تتلقى مستشعرات الروبوت قيما مختلفة. وربما تولد قيم أجهزة الاستشعار الجديدة هذه سلوكيات مختلفة، تؤدي بدورها إلى تحرك الروبوت وما إلى ذلك. وبهذه الطريقة تُغلق حلقة الاستشعار والفعل الخاصة بالروبوت. وهنا يظهر السؤال الآتي: ماذا يعني هذا بالنسبة لعلماء الروبوتات؟
حسنًا، أولا، عندما نُصمم الروبوتات، وخاصةً عندما نُقرر السلوكيات التي نبرمج بها الذكاء الاصطناعي للروبوت، لا يمكننا التفكير في الروبوت بمفرده. لا بد أن نراعي كل تفاصيل بيئة عمل الروبوت. إذا كانت هذه البيئة بسيطة، بمعنى أن المصمم يمكنه قياس أو تحديد كل شيء قد يواجهه الروبوت ويتفاعل معه (والكيفية التي ستُصرف بها هذه الأجسام نفسها، فربما لا تتسم مهمة تصميم الروبوت وسلوكياته حينها بالصعوبة البالغة من ناحية أخرى، إذا كانت البيئة التي سيعمل فيها الروبوت غير معروفة (مثل سطح كوكب غير مستكشف)، أو معروفة لكنها غير متوقعة، فلن يكون التنبؤ بكل موقف محتمل قد يواجهه الروبوت، ومن ثَم تصميم روبوت يتفاعل مع كل تلك الاحتمالات، صعبًا فحسب، بل مُحال أيضًا. تشمل هذه الحالة الأخيرة بالطبع، وهي حالة أن البيئة معروفة لكنها غير متوقعة كل بيئة بشرية قد نحتاج فيها إلى الروبوتات، مثل: أماكن معيشة البشر، وأماكن اللعب، وأماكن العمل، بما في ذلك الطرق والأماكن الحضرية المفتوحة.
ثانيًا، يتسبب هذا في أن يصبح اختبار الروبوت المستقل أمرًا صعبًا، وخاصةً إثبات أنه سيتصرف دائما كما هو متوقع (تذكر أن هذه السلوكيات هي خصائص منبثقة عن التفاعل بين بيئة العمل والروبوت). عند وضع روبوت بسيط له سلوكيات محددة تماما (مثل سولاربوت) في بيئة غير متوقعة يصبح من المستحيل توقع ما سيفعله الروبوت بالضبط. وهذا لا يسبب مشكلة لروبوتات المختبر مثل سولاربوت، ولكن إذا كان الروبوت مطلوبًا للعمل على سبيل المثال مع البشر، فإن إثبات أن الروبوت سيكون دائما آمنا، والتصديق على ذلك، يصبح تحديًا كبيرًا للغاية.
لا شك أنَّ الروبوتات المستقلة في بيئات العمل غير المتوقعة (خاصة البشرية) لا تزال تقنية جديدة وناشئة، لكن ربما يكون الأمر أنها تحتاج إلى نهج جديدة للتصميم والتصديق، نهج ربما تحيد تمامًا عن الممارسات الهندسية التقليدية التي تراعي الدقة في تحديد كل شيء وتصميمه واختباره فالعالم الطبيعي مكان معقد، ومعظم الحيوانات البسيطة تعيش دون أن تكون على دراية بنسبة 100 بالمائة بكل ما يدور حولها، أو أن يكون لديها استجابات سلوكية لكل الاحتمالات الممكنة ربما سيشير النهج المستوحى من علم الأحياء إلى أن الروبوتات المستقلة مصممة لتكون على درجة كافية من الجودة والأمان، للقيام بالمهمة المطلوبة منها، وليس أكثر من ذلك.
الاكثر قراءة في الألكترونيات
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
الآخبار الصحية

قسم الشؤون الفكرية يصدر كتاباً يوثق تاريخ السدانة في العتبة العباسية المقدسة
"المهمة".. إصدار قصصي يوثّق القصص الفائزة في مسابقة فتوى الدفاع المقدسة للقصة القصيرة
(نوافذ).. إصدار أدبي يوثق القصص الفائزة في مسابقة الإمام العسكري (عليه السلام)