ثورة في تصميم الروبوتات: أوامر عبر اللايزر
يُمكن استخدام هذه التقنية في تصنيع أدوات جراحية صغيرة تُزرع داخل الجسم وتُحرَّك ضوئياً من الخارج، و يرى الفريق أن هذا التقدُّم قد يُحدث ثورة في تصميم الروبوتات التي تتطلّب تفاعلاً آمناً ودقيقاً.
-
الضوء والذكاء الاصطناعي يحركان الحركة الدقيقة في الذراع الروبوتية (الصورة: جامعة رايس)
طوّر باحثون في جامعة "رايس" الأميركية ذراعاً روبوتية مرنة قادرة على أداء مهام معقدة، مثل التنقّل حول العوائق أو ضرب الكرة، ويتم توجيهها وتشغيلها عن بُعد بواسطة أشعة الليزر دون الحاجة إلى أي إلكترونيات أو أسلاك مدمجة.
وقد يُسهم هذا البحث في ابتكار طرق جديدة للتحكم في الأجهزة الجراحية القابلة للزرع أو الآلات الصناعية التي تحتاج إلى التعامل مع أشياء دقيقة.
وأوضح الباحثون أن الروبوت يُوجَّه ويُشغَّل عن بُعد باستخدام أشعة الليزر فقط، ومن المتوقع أن تُسهم هذه التقنية المبتكرة في تطوير أدوات جراحية قابلة للزرع أو آلات صناعية تتعامل مع أجسام حساسة، ونُشرت النتائج، الاثنين، بدورية «Advanced Intelligent Systems».
Material? Robot? It’s a metabot.
— Princeton University (@Princeton) June 13, 2025
Princeton engineers have created a type of material that can expand, assume new shapes, move and follow electromagnetic commands like a remote controlled robot even though it lacks any motor or internal gears: https://t.co/Gvn8WtcuFw pic.twitter.com/OEQAlNrpvS
وعادةً ما تكون الروبوتات التقليدية مصنوعة من هياكل صلبة تحتوي على مفاصل أو عجلات أو مقابض، ما يمنحها نطاق حركة محدوداً ومسبق التحديد. أما الروبوتات اللينة فقد فتحت آفاقاً جديدة، لا سيما في مجالات الطب، حيث يُشترط التفاعل الآمن مع الأنسجة الحساسة. وتُعد الروبوتات اللينة فريدة من نوعها بفضل مرونتها العالية وقدرتها على التحرُّك بحرية دون التقيد بهياكل صلبة.
جهاز خاص لتقسيم شعاع الليزر
يتضمن النظام الروبوتي الجديد شبكة عصبية مُدربة على التنبؤ الدقيق بنمط الضوء اللازم لإنشاء حركات ذراع محددة. هذا يُسهّل على الروبوت تنفيذ مهام معقدة دون الحاجة إلى مدخلات مُعقدة مماثلة من المُشغّل.
وعلّقت إليزابيث بلاكيرت، خريجة الدكتوراه من جامعة رايس والمؤلفة الرئيسية للدراسة: "كان هذا أول عرض للتحكم الآلي الفوري والقابل لإعادة التكوين في مادة مُستجيبة للضوء لذراع روبوتية ناعمة".
💡 Rethinking how robots move: AI and light drive precise motion in soft robotic arm; impact in medical and industry devices. #SolvingforGreaterGood
— Rice Engineering and Computing (@RiceEngineering) June 11, 2025
🔗 Learn more: https://t.co/lPbOpik38P
🔗 Link to pub: https://t.co/fDPVDsU4Zp
Great work @RiceMSNE @RiceCompSci @RiceCHBE! pic.twitter.com/LhsfnnrQZy
شبكة عصبية مدرَّبة
ولتمكين الذراع من أداء الحركات المعقّدة، استخدم الفريق شبكة عصبية مدرَّبة تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتحليل العلاقة بين أنماط الإضاءة المختلفة وحركات الذراع. ونتيجة لذلك، أصبحت الذراع قادرة على تنفيذ المهام بدقة دون الحاجة إلى توجيه يدوي مباشر في كل مرة.
ويتضمَّن النظام الروبوتي الجديد شبكة عصبية قادرة على التنبؤ بنمط الضوء المناسب لإحداث حركة معينة في الذراع، مما يُبسّط من عملية التشغيل، ويُقلل الحاجة إلى تعليمات تفصيلية من المستخدم.
This was the first demonstration of real-time, reconfigurable, automated control over a light-responsive material for a soft robotic arm ▶️#AI #MachineLearning #IoT #5G #Robotics #Automationhttps://t.co/STHfhQ2qpE pic.twitter.com/Cwk4vrjoHd
— Mack (@Analytics_699) June 13, 2025
ويشير الباحثون إلى أن هذه الدراسة تُعد إثباتاً عملياً على إمكانية التحكم الدقيق والفوري في المواد المرنة باستخدام الضوء والذكاء الاصطناعي، ما يُمهِّد الطريق أمام تطوير روبوتات لينة أكثر كفاءة واستجابة.
وبفضل إمكانية التحكم عن بُعد ودون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات داخلية، يُمكن استخدام هذه التقنية في تصنيع أدوات جراحية صغيرة تُزرع داخل الجسم وتُحرَّك ضوئياً من الخارج. وعلى الرغم من أن النموذج الحالي يعمل في بيئة ثنائية الأبعاد، يطمح الباحثون إلى تطوير نسخة ثلاثية الأبعاد باستخدام حساسات وكاميرات إضافية.
اقرأ أيضاً: الذكاء العاطفي الاصطناعي: هل يمكن للروبوتات أن تفهم مشاعرنا؟
ويرى الفريق أن هذا التقدُّم قد يُحدث ثورة في تصميم الروبوتات التي تتطلّب تفاعلاً آمناً ودقيقاً، مثل الأجهزة الطبية القابلة للزرع أو الروبوتات الصناعية التي تتعامل مع المواد الهشة أو غير المنتظمة.
