«كلب آلي» لمساعدة المكفوفين

أحد المتطوعين يقوم بتجربة كلب التوجيه الآلي (جامعة كاليفورنيا)

لعبت كلاب الإرشاد، وهي كلاب تم تدريبها لمساعدة البشر على التحرك في بيئاتهم، دوراً مهماً في المجتمع لعقود كثيرة. وفي الواقع، أثبتت هذه الحيوانات المدربة تدريباً عالياً أنها مساعِدة قيمة للأفراد ضعاف البصر، مما يسمح لهم بالتنقل بأمان في البيئات الداخلية والخارجية.
وابتكر باحثون في «مجموعة الروبوتات الهجينة» التابعة لجامعة كاليفورنيا الأميركية مؤخراً روبوتاً رباعي الأرجل مزوداً بمقود يمكن أن يلعب دور كلب إرشادي، ويمكن لهذا الروبوت المقدم على موقع ما قبل نشر الأبحاث «arXiv» أن يساعد البشر على التنقل بأمان في البيئات الداخلية دون الاصطدام بالأشياء والجدران والعقبات الأخرى.
يقول زونجيو لي، الباحث في «مجموعة الروبوتات الهجينة» التابع لجامعة كاليفورنيا في بيركلي، الذي أجرى الدراسة، في تقرير نشره موقع «تيك إكسبلور» يوم 27 أبريل (نيسان) الحالي: «عادة ما يحتاج الكلب الإرشادي حسن التصرف إلى أن يتم اختياره وتدريبه بشكل فردي. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن نقل المهارات من كلب إلى آخر، وهذا يجعل تدريب الكلاب المرشدة يستغرق وقتاً طويلاً، ويحتاج إلى عمالة كثيفة، كما أن العملية ليست قابلة للتطوير بسهولة. وعلى العكس من ذلك، يمكن أن تكون الخوارزميات التي تم تطويرها في كلب توجيه آلي واحد سهلة النشر في روبوت آخر».
وأصبحت الروبوتات الرباعية الأرجل أكثر تعقيداً خلال السنوات القليلة الماضية، وأصبح كثير من هذه الروبوتات أيضاً أكثر سهولة من حيث تصنيعها على نطاق واسع.
ونظراً لأن الروبوتات الرباعية الأرجل تشبه الكلاب من حيث الشكل والحجم، فقد تكون بدائل مثالية للكلاب الإرشادية، وقد يكون من الأسهل على البشر قبولها في المجتمع أكثر من الأنظمة الروبوتية الأخرى.
يقول لي: «قررنا متابعة استخدام الروبوتات الرباعية الأرجل، بصفتها كلاباً إرشادية للأشخاص المعاقين بصرياً، ويعتمد كلب التوجيه الخاص بنا على روبوت رباعي الأرجل يسمى (ميني شيتا) مجهز بأداة لاستشعار البيئة، وكاميرا لتتبع وضع الإنسان الذي يقوده، ومقود لتوجيه الناس».
وتعتمد معظم الأنظمة المطورة سابقاً لتوجيه الأفراد المكفوفين على أذرع روبوتية صلبة تكتشف العقبات، وتساعد البشر على التحايل عليها.
ومن ناحية أخرى، فإن كلب التوجيه الآلي الذي ابتكره لي وزملاؤه مرتبط بمقود مرن يمكن أن يكون إما مشدوداً (أي مشدوداً بإحكام) أو مرتخياً (أي فضفاضاً).
ويتيح استخدام المقود بدلاً من الهيكل الصلب مزيداً من المرونة في الحركات والمواقف المشتركة لـ«فريق» الإنسان الآلي في أثناء التنقل في بيئة معينة.
وبالإضافة إلى إنشاء كلب التوجيه الآلي الجديد، طور لي وزملاؤه نموذجاً هجيناً للتفاعل الجسدي بين الإنسان والروبوت يصف العلاقات الديناميكية بين الكلب الآلي والمستخدم البشري في أثناء العملية.
وباستخدام هذا النموذج، طور الباحثون بعد ذلك مخططاً تفاعلياً يمكنه التبديل بين أوضاع المقود المشدود والركود لتوجيه المستخدمين البشريين بشكل أكثر فاعلية في الأماكن الضيقة.
وأوضح لي: «على سبيل المثال، عندما يدخل النظام البشري الذي يقود الإنسان الآلي في مساحة ضيقة، مثل زاوية ممر، يمكن للروبوت أن يترك المقود يتراخى، وهذا يمكن الروبوت من تغيير وضعيته وإعادة توجيه نفسه دون التأثير بشكل مباشر على وضع الإنسان. وبعد ذلك، يمكن للروبوت أن يترك المقود مشدوداً لقيادة الإنسان عبر هذه المنطقة المحصورة».
وقام لي وزملاؤه بتقييم النظام الذي طوروه في سلسلة من التجارب الواقعية، حيث كان على كلب التوجيه الآلي أن يوجه شخصاً معصوب العينين إلى موقع معين، مع تجنب الحوادث والاصطدامات مع العوائق القريبة.
وكانت نتائج هذه الاختبارات واعدة للغاية، حيث نجح الروبوت في توجيه المشاركين إلى الموقع المطلوب دون أي اصطدامات، ويمكن أن يساعد كلب التوجيه الآلي، وهو الذي يأتي أيضاً مع مجموعة أجهزة استشعار متكاملة وخوارزميات تخطيط المسار، في نهاية المطاف الأفراد المكفوفين على التنقل بأمان في البيئات الداخلية المزدحمة.