«فلوريس»... روبوت هجين يعبر التضاريس بسلاسة غير مسبوقة

يدمج سرعة العجلات ومرونة الأرجل

«فلوريس» قادر على السير بسرعة باستخدام العجلات على الطرق الممهدة والمشي بثبات باستخدام الأرجل على التضاريس الصعبة (غوانغتشو)

تخيّل روبوتاً يعبر تضاريس صخرية بمرونة، ثم ينطلق بسلاسة على الطرق الممهدة كما لو كان مركبة على عجلات. هذه هي القدرات التي يقدمها فريق من الباحثين في جامعة هونغ كونغ للعلوم والتكنولوجيا (غوانغتشو)، من خلال ابتكار «فلوريس ( FLORES)». إنه روبوت ذو تصميم هجين يجمع بين العجلات والأرجل، صُمم ليكون أكثر قدرة على التكيف وكفاءة في استهلاك الطاقة.

ليس عجلات فقط ولا أرجلاً

اعتادت الروبوتات الأرضية أن تكون إما بعجلات، لتميزها بالسرعة والسلاسة على الأسطح المستوية، أو بأرجل تمنحها القدرة على التعامل مع التضاريس غير المنتظمة، لكنها غالباً أكثر تعقيداً واستهلاكاً للطاقة. أما «فلوريس» فيكسر هذه القاعدة بدمج الخيارين معاً في بنية واحدة.

يقول الدكتور تشيشنغ سونغ، قائد المشروع، إن التصاميم السابقة عادةً ما تبدأ إما من منصة ذات أرجل وتضاف إليها عجلات، أو العكس. أما «فلوريس» فقد بُني من البداية ليجمع بين الاثنين بتناغم، مستفيداً من خبرات النماذج سابقة، لكن مع هيكل أقرب إلى المركبات من حيث الانسيابية على الطرق المعبَّدة، إلى جانب القدرة على اجتياز العقبات مثل السلالم.

التصميم المفصلي الأمامي

الابتكار الأبرز في «فلوريس» يكمن في تكوين الأرجل الأمامية؛ فبدلاً من استخدام مفصل الدوران الجانبي التقليدي (hip-roll)، اعتمد الفريق على مفصل الدوران المحوري (hip-yaw). عملياً، يسمح هذا التغيير للروبوت بتحريك أطرافه الأمامية بحركة التفاف، بدلاً من الميل الجانبي، ما يمنحه قدرة أعلى على المناورة والتحول السلس بين أنماط الحركة.

هذا التعديل أتاح ابتكار أنماط مشي جديدة تستفيد من مزايا العجلات والأرجل معاً. على الطرق المستوية، يتحرك الروبوت بسرعة مستخدماً العجلات، بينما في التضاريس الصعبة يتحول إلى نمط المشي لتأمين الاستقرار دون التضحية بالزخم.

إثبات الكفاءة عملياً

للتأكد من جدوى الفكرة، قام الفريق ببناء نموذج أولي واختباره في بيئات مختلفة، وكانت النتائج لافتة. بخلاف الروبوتات السابقة ذات الأرجل والعجلات التي عانت في الممرات الضيقة أو الأسطح الهشة، أظهر «فلوريس» مرونة عالية وقدرة استثنائية على التوازن.

في تجربة بارزة، واجه الروبوت جسراً ضيقاً مكوّناً من لوح خشبي واحد، وهو تحدٍ يُعد صعباً لمعظم الروبوتات الرباعية. هنا تحوّل «فلوريس» إلى وضع المشي على قدمين، حيث استخدم ساقيه الخلفيتين كدعامة، بينما اصطفّت عجلاته في خط واحد. هذه الاستراتيجية مكّنته من العبور بثبات، مؤكدةً دقة تصميمه وذكاء برمجته.

نحو مستقبل حركة هجين

لا يقتصر إنجاز «فلوريس» على كونه ابتكاراً ميكانيكياً، بل يمثل أيضاً مفهوماً جديداً في كفاءة الحركة. في المجالات التي تحتاج إلى سرعة على الأرض المستوية، مع قدرة على تجاوز العقبات، مثل عمليات الإنقاذ، فحص المنشآت الصناعية، أو حتى استكشاف الكواكب، يمكن لروبوت مثل «فلوريس» أن يغير قواعد اللعبة.

ويؤكد الدكتور سونغ أن الهدف لم يكن مجرد «إضافة عجلات» إلى روبوت بأرجل أو العكس، بل إعادة التفكير في الحركة من أساسها. والنتيجة هي منصة أكثر قدرة على التكيف من أي نموذج تقليدي.

آفاق الاستخدام المستقبلي

تفتح قدرات «فلوريس» الباب أمام تطبيقات واسعة. تخيل مناطق الكوارث حيث تتنوع الأرضيات بين ممرات ملساء وركام متناثر، أو المستودعات التي تجمع بين أرضيات خرسانية نظيفة وممرات مزدحمة بالصناديق. في مثل هذه البيئات، سيكون الروبوت قادراً على اختيار نمط الحركة المثالي تلقائياً، أي التدحرج عندما يكون ذلك ممكناً، والمشي عند الحاجة.

ويمثل «فلوريس» أيضاً جزءاً من اتجاه أوسع في الروبوتات، من حيث دمج التصميم الميكانيكي مع الخوارزميات الذكية وتقنيات التعلم المعزَّز لتحقيق حركة أكثر سلاسة وتكيفاً. ويظهر ذلك في نظام المفاصل المحورية، وتخطيط أنماط المشي، والتحكم التكيفي الذي يمنح الروبوت القدرة على التفكير بحركته.