نظام جديد يتيح للروبوتات قراءة أفكار الإنسان

يقوم برصد أخطائها وإرسال إشارات لإصلاحها

نظام جديد يتيح للروبوتات قراءة أفكار الإنسان
TT

نظام جديد يتيح للروبوتات قراءة أفكار الإنسان

نظام جديد يتيح للروبوتات قراءة أفكار الإنسان

لا شكّ في أنّ جعل الروبوت يقوم بما نريده سيكون أكثر سهولة إن استطاع قراءة أفكارنا. ولذا فإن الأنظمة التي تتيح إدارة الروبوتات بواسطة الموجات الدماغية والحركات العضلية ستسهل الحصول على استجابة أسرع منها.
هذا الحلم المستمدّ من الخيال العلمي قد لا يكون بعيداً عنّا، فبفضل نظام تحكّم آلي جديد، سيتمكن الإنسان من منع الروبوت من ارتكاب خطأ ما والعودة إلى المسار الصحيح لأداء مهمته عبر استخدام الموجات الدماغية والحركات اليدوية البسيطة.
التحكم بالأفكار
يستطيع الأشخاص المهتمون بأمور الروبوتات في المصانع والمنازل المستشفيات أن يتعرّفوا إلى هذا النظام الذي عرض للمرة الأولى في مؤتمر «الروبوتات: العلم والأنظمة» في 28 يونيو (حزيران) لضمان تشغيل الروبوتات بشكل آمن وفعال.
تتيح أقطاب كهربائية يرتديها المستخدم على رأسه وساعده للإنسان على السيطرة على الروبوت. ترصد الأقطاب الكهربائية الموجودة على الرأس الإشارات الكهربائية التي تعرف باسم «إمكانات ذات الصلة بالخطأ»، التي يولّدها الدماغ البشري لا إراديا عندما يرى أحد يرتكب حماقة أو خطأ معيّنا، وترسل تنبيهاً للروبوت.
وعندما يتلقى هذا الأخير إشارة الخطأ يتوقف عن القيام بما يقوم به. بعدها، يستطيع الإنسان أن يقوم بحركات بيده تلتقطها الأقطاب الكهربائية الموجودة على ذراعه التي ترصد الإشارات الكهربائية الصادرة عن العضلات، لإطلاع الروبوت على الخطوة الصحيحة التي يجب أن يقوم بها.
اختبرت دانييلا روس، باحثة متخصصة في علم الروبوتات من معهد ماساتشوستس للتقنية وزملاؤها النظام الجديد بالتعاون مع سبعة متطوعين. أشرف كلّ مستخدم على روبوت يحرّك آلة ثقب باتجاه ثلاثة أهداف محتملة، يضيء على كلّ واحد منها مصباح موضوع على هيكل طائرة مزيّف. وفي كلّ مرّة كان يركّز الروبوت فيها على هدف خاطئ، يعمل التنبيه الدماغي المتصل بالخطأ لدى المستخدم على ردعه. وعندما يحرّك المستخدم ذراعه يساراً أو يميناً لتغيير اتجاه الروبوت، يتحرّك الأخير نحو الهدف الصحيح.
وفي أكثر من 1000 تجربة، اتجه الروبوت منذ البداية نحو الهدف الصحيح في 70 في المائة من الحالات، في حين اتجه الروبوت نحو الهدف الصحيح في أكثر من 97 في المائة من الحالات بعد التدخّل البشري.
يخطط الفريق لبناء نسخة من هذا النظام تساعد الروبوت في التعرّف إلى مجموعة أكبر من حركات المستخدم. يقول جوزيف ديل بريتو، أحد الباحثين المشاركين في الدراسة وباحث متخصص في الروبوتات من معهد ماساتشوستس للتقنية: «يمكنكم أن تحددوا عن طريق إشارات اليد كيف يجب على الروبوت أن يتحرّك، ويمكن لحركتكم أن تفسّر بوضوح أكبر».
مساعدة المعاقين
يعمل نظام إصدار الأوامر عن طريق الدماغ والنشاط العضلي بشكل أفضل في الأماكن الكثيرة الضجيج والقليلة الضوء كالمصانع والمساحات الخارجية. ويلفت ألكسندر باراشانت، باحث متخصص في وسائط الكومبيوتر والدماغ من مختبرات «CTRL» في مدينة نيويورك إلى إمكانية استخدام هذه التقنية أيضاً لتوجيه الروبوتات التي تساعد الأشخاص العاجزين عن الكلام أو الذين يعانون من صعوبات في الحركة، كالمرضى المصابين بالتصلب الجانبي الضموري.
يستطيع هذا النظام أيضاً أن يصحح أخطاء الرجال الآليين بشكل شبه آني. يقول باراشانت إنّه وبعد ملاحظة الشخص لأي خطأ، يستطيع تمييز «الإمكانات ذات الصلة بالخطأ» في غضون بعض مئات من الملي ثانية، في حين يمكن رصد الإشارات الكهربائية للعضلات قبل الحركة الفعلية. يمكن الاستفادة من هذه الميزة في الأوضاع التي تعتمد بشكل رئيسي على التفاعل السريع لضمان سلامة الروبوت والآخرين، كقيادة السيارات الذاتية القيادة أو التحكّم بالآلات الصناعية.
ولكن باراشانت يلفت إلى أنّ دخول هذا النظام إلى دائرة الاستخدام الاستهلاكي يتطلّب الاعتماد على معّدات أبسط وأسهل استخداماً من تلك المعتمدة حالياً. تبلغ كلفة تطوير الجهاز الحالي الذي يرصد النشاط الدماغي آلاف الدولارات، هذا فضلاً عن أنّ القبعات المجهزة بالأقطاب الكهربائية غير مريحة للارتداء. ولكن في حال تمكّن الباحثون من قياس الموجات الدماغية بسماعات أقلّ ثمناً وأكثر راحة، يمكن لهذا النظام أن يقدّم للمستخدمين العاديين طريقة سريعة وبسيطة يعتمدون من خلالها على روبوت لإتمام أعمالهم.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»