المستشعرات الإنسالية
المستشعرات هي نظم حسيّة. يقوم المستشعر بالتقاط نمط معين من البيانات التي يُصار إلى تحليلها بواسطة البرمجيات، مما يُنتج ردة الفعل المناسبة والمبرمجة في الانسالة، وفيما يلي بعض المستشعرات التي لاتتوفر كلها في جميع أنواع الانسالات:[30]
| المستشعر | نموذج | الوظيفة |
|---|---|---|
| جيروسكوب | يقيس دوران المركز حول المحور ومدى انحرافه عنه. | |
| نظام التموضع العالمي | يستلم إشارات من الأقمار الصناعية وغرضها تحديد البقعة الجغرافية التي تتتواجد بها الانسالة. | |
| مستشعر الليزر | يستخدم شعاع الليزر لقياس البعد عن جسم معين لغرض الاستدلال على موقع الحواجز والعوائق. | |
| مستشعر اللمس | غرضه الكشف عن اتصال الانسالة بجسم خارجي، كحائط، وجسم داخلي، كذراع الانسالة، ويستند هذا المستشعر على تغير الضغط المسلّط. | |
| مستشعر الضوء | يقيس مستوى الإضاءة من 0% (معتم جدًا) إلى 100% (مضيئ جدًا) باعتماده على ترانزستور ضوئي. كما يمكن استعمال مستشعرات للطيف غير المرئي من الضوء كالأشعة ما دون الحمراء. | |
المؤثرات الانسالية
تحتوي اذرع الروبوت على نظام يقوم بعملية التغذية الراجعة (بالإنجليزية: feedback-driven connection) بين الإيعاز الحسي وردة الفعل الناتجة من ميكانيكيات الاستجابة الآلية التي تقوم بتنظيمها وحدة المعالجة المركزية كاستجابة للإيعاز المُرسل من قبل المستشعرات. يختلف عدد ونوع المفاصل في ذراع الروبوت حسب الغرض منها، وتعتبر المفاصل الدورانية والخطية من أكثر الأنواع شيوعًا.[31] وفي الانسالات المتطورة المخصصة للعمل بالفضاء الخارجي، تحتوي الذراع على نظام تطويع ذو تحكم بعيد (بالإنجليزية: Remote Manipulator System)، حيث يمكن استخدامها من قبل الروّاد من على بعد لالتقاط ونقل الأدوات والمعدات. استعملت تلك الأذرع لأول مرة عام 1981 وتم تطويرها وتحسينها بعد حادثة تحطم مركبة الفضاء كولومبيا، فأصبحت تُبرمج الآن للقيام بأعمال الصيانة والتصليح، بحال وقوع أي خلل أو ضرر للمركبة الفضائية وهي في مهمتها خارج كوكب الأرض.[32]
تُستخدم اذرع الروبوت كذلك الأمر في حقل الطب، وبشكل خاص في الجراحة، وفي شهر يونيو من سنة 2006، قامت ذراع إنسالية بأول عملية جراحية كاملة دون أي مساعدة بشرية في مستشفى مدينة بوسطن، واستغرقت تلك العملية، التي هدفت إلى علاج ارتجاف الأذينين لمريض عمره 34 سنة، استغرقت 50 دقيقة فقط.[33] وهناك عدد من المحاولات لصنع مستشعرات لمسية بالغة الدقة تتمكن من قراءة الكتابات البارزة، مثل الكتابات على العملات المعدنية، بمجرد اللمس،[34] كذلك هناك محاولات أخرى لتصنيع جلد صناعي في الولايات المتحدة ولكن المشروع لايزال في الأطوار التمهيدية.[35] وأحد أشهر الانسالات المستخدمة في مجال الطب هو منظومة دا فينشي الجراحية.
إن محاولة إنتاج جهاز يؤدي عمل الذراع البشرية، لهو أمر بالغ الصعوبة، فإن أكثر جهاز معقد يشبه الذراع البشرية يؤدي فقط ما بين 10 إلى 20 حركة مستقلة، بينما تؤدي الذراع البشرية حوالي 40 حركة مستقلة. وتتميز النماذج المتقدمة من الأذرع الإنسالية أن أصابع يدها مرنة وتحتوي على أجهزة إحساس بحيث تدرك ما تلمسه، أما البعض الآخر فيتوافق مع العيون الإلكترونية، حتى أنه يمكن أن يعمل مستقلاً بشكل تلقائي كاليد البشرية، فالأخيرة توجه إلى هدفها لا شعوريًا وفق ما تراه العين.
حركة الروبوت
تحوي سيقان الروبوت المتطورة في بعض الأحيان أكثر من 40 مستشعر وأداة ميكانيكية مائعية، وتقوم المستشعرات بقياس توزيع الضغط المسلط على السيقان بصورة مستمرة، وقد تم في عام 2004 صناعة سيقان إنسالية يمكن تركيبها على سيقان الإنسان لتساعد في تحويل الخطوات البشرية الطبيعية إلى خطوات سريعة واسعة دون بذل الشخص أي مجهود عضلي،[36] وقد تمت تسمية هذا الاختراع بالهيكل الخارجي، وبلغ وزن تلك السيقان حوالي 50 كيلوغرامًا. يُعتبر تنسيق الخطوات في الإنسالات بشكل يحاكي خطوات الإنسان عملية معقدة جدًا،[37] لذا يلجأ العلماء عادةً إلى استعمال العجلات بدلا من السيقان. من أنواع الانسالات المتطورة التي تتحرك باستعمال ساقين: إنسالة سيغمو وإنسالة كريووإنسالة أسيمو. كان العلماء ينصبون سيقان متعددة تصل إلى 6 سيقان في الإنسالات القديمة، ذلك أن تعدد السيقان يوفر الثبات والتوازن، ولم تكن التقنية الخاصة بتثبيت تلك الآلات وجعلها تتوازن على قائمتين قد أصبحت متاحة بعد، وعلى الرغم من التطور الحاصل اليوم في مجال الإنساليات، فإن تقليد الساق البشرية ما يزال أصعب من تقليد اليد، ذلك أن صناعة الساق تقابلها مشكلة رئيسية هي مشكلة التوازن التي يتطلب حلها كثيراً من الجهد والمال والوقت، لذا تُفضل الكثير من الشركات أن تصنع إنسالاتها بأربع سيقان بدلاً من اثنين. وليست فكرة إنتاج آلات تستطيع المشي والانتقال بفكرة حديثة العهد، فقد استخدم البعض منها خلال السنوات القليلة الماضية في العمليات الزراعية وفي أعمال الحفر، ومن أشهر تلك الآلات المتحركة شاحنة ذات أربع سيقان أنتجتها شركة جنرال إلكتريك للجيش الأمريكي، ويتحكم بها سائقها عن طريق تحريك يديه وساقيه المتصلتان بسيقان الشاحنة.
الاتصال والتحكم
مقالة مفصلة
يمكن أن تكون أجهزة الاتصال والتحكم في داخل الانسالة غاية في التعقيد مثلها في ذلك مثل أجهزة الجسم البشري، ومن ثم أصبح لها علم مستقل لدراستها، هو علم السبرانية، ولابد لهذه الأجهزة، التي تعمل بالتحكم عن بعد، وتحتوي على ذاكرة أو أجهزة حسية أو تعمل آليًا، لابد لها أن تعتمد على نظام يقوم بعملية التغذية الراجعة وذلك لتحقيق التحكم الذاتي، أما أجهزة الاتصال والتحكم فتتمثل في:
- جهاز هاتف يعمل بالأزرار، وهو مزود بذاكرة محدودة لتخزين الأرقام المتكررة، ذلك أن الانسالة تحتاج إلى ذاكرة شاملة.
- أجهزة حساسة تمكنها من الوصول إلى أهدافها. وتحتاج الانسالة إلى عدد من تلك الأجهزة لجمع المعلومات عن البيئة المحيطة بها.
- غلاية آلية، تنطفأ من تلقاء نفسها عندما يغلي السائل بداخلها. تحتاج الانسالة إلى العديد من النظم الآلية حتى تتمكن من تأدية وظائفها بكفاءة.
- مثبت آلي لدرجة الحرارة يبقيها في نفس درجة حرارة جو الحجرة، يُطفأ ويشغل نفسه آليًا، وفق معلومات يحصل عليها من أجهزته الحساسة.
العقل الإلكتروني للروبوت
- مقالات مفصلة: معالج
- وحدة المعالجة المركزية
عقل الإنسالة هو الوحدة المسيرة لها التي تقوم بتنفيذ أو حساب الخوارزميات المختلفة التي تحتاجها الانسالة للتمكن من القيام بمهامها، مثل التعرف على محيطها والتنقل فيه وصولاً إلى فهم اللغة الطبيعية. وتستعمل الشبكات العصبونية الاصطناعية في برمجة العديد من الوظائف آنفة الذكر حيث تُرتب عادة بشكل طبقات من العصبونات الاصطناعية تحتوي كل منها على عدد من العصبونات، وتتصل بكافة أو بعض العصبونات الموجودة في الطبقة التي تليها أو تسبقها.[38] كما يمكن أن تكون وحدة المعالجة البرمجية غير موجودة في الانسالة نفسها، كأن يُخصص معالج واحد لعدد من الانسالات، أي ما يمكن اعتباره عقلاً موحدًا، وهذه التقنية تُدعى بالذاكرة المتشاركة (بالإنجليزية: shared memory)، وبتعبير آخر هي عبارة عن حاسوب مركزي يقوم بتنفيذ الخوارزميات المختلفة الني تحتاجها إنسالة واحدة أو مجموعة منها.
في الماضي، كان العقل أو المعالج هو نقطة الضعف في نظم الانسالة نظرًا لأن هذا العقل كان يشغل وزنا هائلا وحجمًا ضخمًا وله قدرة احتساب بسيطة، أما في الوقت الحالي فقد انقلب الأمر رأسًا على عقب، حيث أصبح بالإمكان إنتاج عقل إلكتروني بحجم صغير جدًا. ويتكون العقل الإلكتروني عادةً من شرائح سليكونية وأجزاء إلكترونية أخرى يتم توصيلها مع بعضها البعض. وعقل الانسالة هو بمثابة حاسوب صغير ومن ثم فلا يكون لها القدرة على التفكير الابتكاري أو المستقل مثل العقل البشري، بل تبقى مجرد عبد يطيع الأوامر التي يصدرها إليه الإنسان. إلا أن بعض الخبراء يقولون أنه إذا ما تم تزويد عقل الانسالة الإلكتروني بالتعليمات المناسبة فإنه يستطيع نظريًا أن يضع برنامجا يقود بمقتضاه سفينة فضائية إلى كوكبأورانوس مثلاً أو يشغل معملاً لتكرير النفط أو يعد رواتب العاملين بإحدى الشركات وأيضًا يبقى لديه الوقت ليربح مباراة في الشطرنج. وبالرغم من أن العقل الإلكتروني لا يتمتع بالذكاء إلا أن لديه ما يطلق عليه "ذكاء الآلة" (بالإنجليزية: Machine Intelligence)، ويمكن لبعض العقول الإلكترونية في الوقت الحاضر، أن تستفيد من تجاربها السابقة، بينما بعض الحاسبات الأخرى تعلم نفسها كيفية حل المشكلات التي تعترضها، بدلاً من الاعتماد على التعليمات التي يصدرها الآدميون. ويبدو أن الحاسبات الإلكترونية تتعلم كيفية أدائها للأعمال، بشكل أفضل من الآدميين الذين صمموها، ومن ثم تتمكن من اتخاذ قرارات أكثر دقة وأفضل من القرارات التي يتخذها الإنسان. ويتم دراسة هذه الظاهرة تحت ما يعرف بالذكاء الاصطناعي.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق
ملحوظة: يمكن لأعضاء المدونة فقط إرسال تعليق.