عادةً ما تتطلب الأيدي الروبوتية التقليدية معلومات بيئية دقيقة وبرمجة معقدة لتتمكن من التقاط الأجسام بنجاح. في المقابل، يستطيع البشر التقاط الأشياء دون الحاجة إلى بيانات موضعية دقيقة، ويرجع ذلك إلى المطاوعة الطبيعية لأيدينا.
استلهم مختبر CREATE في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) هذه القدرة البشرية لتطوير يد ADAPT — وهي يد روبوتية تستخدم مواد مطاوعة بدلًا من الخوارزميات المعقدة لتحقيق تحكم ماهر ودقيق.
يشرح كاي يونغه، طالب الدكتوراه في مختبر تصميم وتصنيع الروبوتات الحاسوبية (CREATE) التابع لكلية الهندسة تحت إشراف البروفيسورة جوزي هيوز: "كبشر، لا نحتاج فعليًا إلى الكثير من المعلومات الخارجية للقبض على جسم، ونعتقد أن السبب في ذلك هو التفاعل المطاوع — أو اللين — الذي يحدث عند التقاء الجسم بيد الإنسان".
تصميم يد ADAPT فعال بشكل ملحوظ؛ فبينما تتطلب الأيدي الروبوتية التقليدية محركًا لكل مفصل، تستخدم يد ADAPT فقط 12 محركًا متمركزة في المعصم للتحكم في 20 مفصلًا. أما التحكم الميكانيكي المتبقي فيتم عبر نوابض يمكن ضبط صلابتها و"جلد" من السيليكون يمكن إضافته أو إزالته. وتسمح هذه المطاوعة الموزعة بشكل استراتيجي لليد بالتكيف مع أشكال وأحجام مختلفة من الأجسام دون الحاجة إلى برمجة إضافية.
وفي الاختبارات، حققت اليد نسبة نجاح بلغت 93% في التقاط 24 جسمًا مختلفًا — من البراغي الصغيرة إلى الموز — بحركات تحاكي أنماط القبض البشري بنسبة تشابه وصلت إلى 68%. وقد تحقق الباحثون من قوة أداء اليد من خلال أكثر من 300 تجربة قبض، وقارنوا اليد المطاوعة بنسخة صلبة منها.
ويعمل فريق EPFL الآن على تطوير هذا النجاح من خلال دمج عناصر تحكم مغلقة الحلقة، بما في ذلك حساسات ضغط في جلد السيليكون وذكاء اصطناعي. ويختتم يونغه: "فهم أفضل لمزايا الروبوتات المطاوعة يمكن أن يحسن بشكل كبير دمج الأنظمة الروبوتية في بيئات شديدة التغير أو في بيئات مصممة للبشر".
ويُظهر هذا الإنجاز، الذي نُشر في مجلة Nature Communications Engineering، كيف يمكن للمطاوعة المستوحاة من البيولوجيا أن تتيح تحكمًا روبوتيًا أكثر بديهية وتكيفًا دون الاعتماد على البرمجة المعقدة — الأمر الذي قد يغير طريقة تفاعل الروبوتات مع بيئات البشر.