جراحون ينجحون للمرة الأولى في التحكم من الأرض بروبوت جراحي في الفضاء

اختصاصيون يعملون على ضبط الذراع الآلية على حامل في غرفة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرمغناطيسي (EMI) في مختبرات لينكولن (أ.ف.ب)
اختصاصيون يعملون على ضبط الذراع الآلية على حامل في غرفة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرمغناطيسي (EMI) في مختبرات لينكولن (أ.ف.ب)
TT

جراحون ينجحون للمرة الأولى في التحكم من الأرض بروبوت جراحي في الفضاء

اختصاصيون يعملون على ضبط الذراع الآلية على حامل في غرفة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرمغناطيسي (EMI) في مختبرات لينكولن (أ.ف.ب)
اختصاصيون يعملون على ضبط الذراع الآلية على حامل في غرفة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرمغناطيسي (EMI) في مختبرات لينكولن (أ.ف.ب)

نجح جراحون، نهاية الأسبوع الماضي، في التحكم عن بُعد في روبوت جراحي صغير موجود في محطة الفضاء الدولية، وفي محاكاة تقنيات أساسية مستخدَمة في أثناء العمليات من الأرض.

وتمثل هذه السابقة خطوةً جديدةً لتطوير الجراحة في الفضاء، التي قد تصبح ضرورية لعلاج حالات الطوارئ الطبية في أثناء الرحلات المأهولة التي تستمر سنوات، على سبيل المثال إلى المريخ.

ويمكن أن تساعد هذه التطورات أيضاً في تطوير الجراحة عن بُعد على الأرض، ما يفيد المناطق النائية التي تفتقر إلى الجراحين.

ويحمل الروبوت، الذي طوّرته شركة «فيرتشوال إنسيجن (Virtual Incision)»، وجامعة نبراسكا، اسم «سبايس ميرا (spaceMIRA)». وقد انطلق إلى محطة الفضاء الدولية في نهاية يناير (كانون الثاني)، عبر شحنة حملها صاروخ مصنوع من شركة «سبايس إكس». وكان موضوعاً داخل صندوق بحجم ميكروويف، ما يُسهّل نقله.

وجرى تشغيله وفحصه قبل أسبوع من جانب رائدة الفضاء لورال أوهارا، الموجودة حالياً في هذا المختبر المداري. ثم أُجريت التجربة، السبت الماضي، من المقر الرئيسي لشركة «Virtual Incision» في لينكولن بولاية نبراسكا. واستمرت نحو ساعتين وشارك فيها 6 جراحين. وتمكّن الجراحون من التحكم عن بُعد في الروبوت المزود بكاميرا وذراعين.

وقالت شركة «فيرتشوال إنسيجن»: «لقد اختبرت التجربة تقنيات جراحية قياسية مثل الإمساك بالأنسجة وتحريكها وقطعها». وجرت محاكاة الأنسجة البيولوجية بواسطة شريط مطاطي.

وفي مقطع فيديو نشرته الشركة، يمكن رؤية ذراع مزودة بكماشة لإمساك الشريط المطاطي لمده، والذراع الأخرى مزودة بمقص لقصه، وذلك لتقليد تقنية تشريح.

وتكمن صعوبة مثل هذه العملية في التأخير بين الأرض ومحطة الفضاء الدولية، الذي بلغ 0.85 ثانية.

ولتقييم التأثير، ستتم مقارنة البيانات الكاملة المجمعة من العملية بمهام مماثلة نُفذت بالمعدات نفسها، ولكن على الأرض.

ومع ذلك، فقد وُصفت التجربة بالفعل بأنها «نجاح كبير حققه الجراحون والباحثون جميعاً، وكان هناك قليل من الأخطاء، إن وُجدت»، بحسب «Virtual Incision»، التي قالت «يعتقد الجراحون بأن هذه التجربة ستغير مستقبل الجراحة». وتلقّى المشروع مساعدة مالية من وكالة «ناسا».

وتقدّر الوكالة الأميركية أنه مع تسيير مهمات استكشاف فضائية أطول مدة، «تزداد الحاجة المحتملة إلى الرعاية الطارئة، بما في ذلك العمليات الجراحية التي تتراوح بين الغرز البسيطة على الجروح، إلى أنشطة أكثر تعقيداً».


مقالات ذات صلة

قادة البنتاغون يبحثون كيفية الرد على أوامر «مثيرة للجدل» قد يصدرها ترمب

الولايات المتحدة​ الرئيس دونالد ترمب خلال زيارة لأفراد القوات المسلحة الأميركية في قاعدة بجنوب العاصمة اليابانية طوكيو (رويترز)

قادة البنتاغون يبحثون كيفية الرد على أوامر «مثيرة للجدل» قد يصدرها ترمب

يعقد المسؤولون بوزارة الدفاع الأميركية مناقشات «غير رسمية» حول كيفية الرد إذا أصدر ترمب أوامر بنشر قوات داخلياً أو إذا طرد أعداداً كبيرة من موظفي الوزارة.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الولايات المتحدة​ الرئيس الأميركي جو بايدن (يسار) والرئيس المنتخب دونالد ترمب (أ.ف.ب)

بايدن يستقبل ترمب في البيت الأبيض الأربعاء

يستقبل الرئيس الأميركي جو بايدن دونالد ترمب الذي يخلفه في يناير (كانون الثاني) في البيت الابيض، الأربعاء الساعة 16:00 بتوقيت غرينتش في المكتب البيضوي.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الولايات المتحدة​ دونالد ترمب (رويترز)

الولايات الديمقراطية تتحدّى الإدارة الجمهورية... وكاليفورنيا تتصدّر مساعي «مقاومة» ترمب

تتصدّر ولاية كاليفورنيا الأميركية المساعي لمقاومة إدارة ترمب المقبلة، التي ستشكّل اختباراً لقدرة الولايات الديمقراطية على مواجهة أفكار الرئيس الجمهوري الفائز.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
المشرق العربي وزير الدفاع لويد أوستن، لدى لقائه رئيس الوزراء العراقي محمد السوداني في البنتاغون 15 أبريل (أ.ب)

السوداني وترمب يطويان صفحة «مذكرة القبض»

اتفق رئيس الوزراء العراقي محمد السوداني والرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب على طي صفحة «مذكرة القبض» التي أصدرها القضاء العراقي ضد ترمب عام 2020.

حمزة مصطفى (بغداد)
خاص صورة أرشيفية لمقاتِلَين فلسطينيَّين من «كتائب القسام» الجناح العسكري لحركة «حماس» يشاركان في عرض عسكري قرب الحدود مع إسرائيل بوسط قطاع غزة 19 يوليو 2023 (رويترز)

خاص «حماس» أُحيطت علماً بطلب أميركا إبعادها عن قطر

أكد مصدر مسؤول في حركة «حماس» أن الحركة لم تتلقَّ طلباً من قطر بمغادرة الدوحة، بخلاف تقارير متعددة حول ذلك، لكنه أضاف أن الحركة أحيطت علماً بوجود طلب أميركي فقط

كفاح زبون (رام الله) «الشرق الأوسط» (غزة)

تطوير روبوت لتنظيف دورات المياه

ذراع روبوتية ذكية (جامعة فيينا للتكنولوجيا)
ذراع روبوتية ذكية (جامعة فيينا للتكنولوجيا)
TT

تطوير روبوت لتنظيف دورات المياه

ذراع روبوتية ذكية (جامعة فيينا للتكنولوجيا)
ذراع روبوتية ذكية (جامعة فيينا للتكنولوجيا)

نجح فريق من الباحثين من جامعة فيينا للتكنولوجيا في النمسا، في تطوير روبوت جديد يمكنه أن يحاكي حركات البشر في تنظيف دورات المياه بكفاءة عالية، عبر استخدام إسفنجة تنظيف مزودة بأجهزة استشعار وعلامات تتبع تظهر للروبوتات ماذا ينبغي عليها أن تفعل.

يقول البروفيسور أندرياس كوجي، من معهد الأتمتة والتحكم في جامعة فيينا، في بيان صادر الجمعة: «إن التقاط الشكل الهندسي لحوض الغسيل باستخدام الكاميرات أمر بسيط نسبياً. لكن هذه ليست الخطوة الحاسمة. الأصعب بكثير تعليم الروبوت أي نوع من الحركة مطلوب لأي جزء من السطح؟ وما مدى سرعة الحركة؟ وما الزاوية المناسبة؟ وما الكمية المناسبة من القوة؟».

وتتم أتمتة الروبوتات كي تقوم بأعمال مملة أو غير مرغوبة للبشر. ومع ذلك، فإن المهام الشاقة مثل تنظيف دورات المياه قد يكون من الصعب جداً أتمتة مهامها. إذ كيف يمكن حساب حركة ذراع الروبوت بحيث يمكنها الوصول إلى كل جزء من أحواض دورة المياه؟ وماذا لو كان للحوض حواف منحنية بشكل غير عادي؟ وما مقدار القوة التي يجب تطبيقها عند أي نقطة؟

ووفق الدراسة المنشورة ضمن أعمال المؤتمر الدولي حول «الروبوتات والأنظمة الذكية IROS 2024» الذى أقيم في مدينة أبوظبي الإماراتية، في الفترة من 14 - 18 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، سيكون من المستهلك للوقت للغاية ترميز كل هذه الأشياء بدقة في قواعد بيانات ثابتة وصيغ رياضية محددة مسبقاً.

إسفنجة تنظيف مزودة بأجهزة استشعار (جامعة فيينا للتكنولوجيا)

تقدم للمؤتمر أكثر من 3500 ورقة بحثية، حصل ابتكار جامعة فيينا للتكنولوجيا على جائزة أفضل ورقة تطبيقية، كما تم التصويت عليه بوصفه واحداً من أفضل الابتكارات لهذا العام.

يقول الباحثون إنهم اتبعوا نهجاً مختلفاً؛ إذ يُظهر الإنسان للروبوت عدة مرات ما يجب أن يفعله. كما يتم استخدام إسفنجة معدة خصيصاً لتنظيف حافة الحوض. ومن خلال مراقبة الإنسان، يتعلم الروبوت كيفية التنظيف ويمكنه تطبيق هذه المعرفة بمرونة على أشياء ذات أشكال مختلفة.

يقول كريستيان هارتل نيسيك، رئيس مجموعة الروبوتات الصناعية في فريق أندرياس كوجي: «أردنا إيجاد طريقة للسماح للروبوت بالتعلم بطريقة مماثلة جداً للبشر».

ووفق الورقة البحثية، تم تطوير أداة تنظيف خاصة لهذا الغرض، إسفنجة تنظيف مزودة بأجهزة استشعار للقوة وعلامات تتبع للبشر من أجل تنظيف الحوض بشكل متكرر، وكما يوضح كريستيان هارتل نيسيك: «نولد كمية هائلة من البيانات من عدد قليل من العروض التوضيحية، التي تتم معالجتها بعد ذلك حتى يتعلم الروبوت ما يعنيه التنظيف المناسب».

أصبحت عملية التعلم هذه ممكنة بفضل استراتيجية معالجة البيانات المبتكرة التي طورها فريق البحث في جامعة فيينا. وهي تجمع بين العديد من التقنيات الموجودة في مجال التعلم الآلي: تتم معالجة بيانات القياس إحصائياً أولاً، ويتم استخدام النتائج لتدريب الشبكة العصبية على تعلم عناصر الحركة المحددة مسبقاً، ثم يتم التحكم في ذراع الروبوت بشكل مثالي لتنظيف السطح. تمكّن خوارزمية التعلم المبتكرة هذه الروبوت من تنظيف الحوض بالكامل أو الأشياء الأخرى ذات السطح المعقد بعد التدريب.

ويوضح طالب الدكتوراه كريستوف أونجر من مجموعة الروبوتات الصناعية: «يتعلم الروبوت أنه يجب عليه حمل الإسفنجة بشكل مختلف اعتماداً على شكل السطح، وأن عليه تطبيق قدر مختلف من القوة على منطقة منحنية بإحكام بدلاً من سطح مستوٍ».

وتطبق التكنولوجيا الجديدة أيضاً على العديد من العمليات، سواء صقل الأعمال الخشبية في النجارة، أو إصلاح وتلميع أضرار الطلاء على هياكل المركبات، أو لحام أجزاء الصفائح المعدنية في ورشات العمل المعدنية.

في المستقبل، يمكن وضع الروبوت على منصة متحركة لاستخدامه بوصفه مساعداً مفيداً في أي مكان في الورشة. ويمكن لهذه الروبوتات بعد ذلك مشاركة معرفتها مع الروبوتات الأخرى.

يقول أندرياس كوجي: «لنتخيل أن العديد من الورشات تستخدم روبوتات التعلم الذاتي هذه لصقل الأسطح أو طلائها... يمكن لهذه التكنولوجيا بعد ذلك السماح للروبوتات باكتساب الخبرة بشكل فردي باستخدام البيانات المتولدة لديها».