خلال العقود القليلة الماضية، طور خبراء الروبوتات أنظمة متقدمة لتمكين الروبوتات من محاكاة بعض قدرات الإنسان ومعالجة المهام الواقعية. وللإمساك الموثوق والتلاعب واستخدام الأجسام المحيطة، يحتاج الروبوت إلى القدرة على اكتشاف ومعالجة المعلومات اللمسية، محاكيًا العمليات الأساسية للمس البشري.

مؤخرًا، حقق باحثون من جامعة بكين، ومعهد بكين العام للذكاء الاصطناعي، وجامعة كوين ماري في لندن إنجازًا هامًا بتطوير يد F-TAC — يد ميكانيكية بيونكسية تهدف إلى محاكاة الإدراك اللمسي البشري، ونُشرت الدراسة في مجلة Nature Machine Intelligence. تجمع هذه اليد معلومات لمسية مفصلة لتخطيط الحركة والمسارات، وتتفوق في مهام التحكم اللمسي على جميع أنواع اليدين الميكانيكية الحالية.

أفاد البروفيسور Zhu Yixin، المؤلف المراسل للورقة البحثية، لـ Tech Xplore أن هدف البحث هو تمكين الآلات من التحكم في الأجسام بدقة ومرونة مثل البشر، مستوحى من قدرات الإدراك اللمسي المعقدة في اليد البشرية وقدرات المعالجة العصبية الخاصة في القشرة الحسية الجسدية الأولية.

ركز البروفيسور Zhu وزملاؤه في هذه الدراسة على تطوير يد ميكانيكية جديدة تدمج التغذية الراجعة اللمسية مع آليات الحس الحركي بسلاسة. معظم اليدين الميكانيكية الحالية غير قادرة على ذلك، بينما تعوض يد F-TAC هذا النقص وتظهر أداءً أفضل في مهام التحكم الواقعية المتنوعة.

تتميز يد F-TAC بإنجازات تقنية بارزة. فهي مزودة بـ 17 مستشعرًا لمسيًا عالي الدقة في 70% من سطح راحة اليد، محاكية الهيكل البيولوجي لليد البشرية، محققة دقة مكانية تبلغ 0.1 ملم، أي ما يعادل 10000 بكسل لمسي لكل سنتيمتر مربع. كما أنها مجهزة بخوارزمية احتمالية تولد استراتيجيات إمساك متنوعة تشبه البشر تغطي 19 نوعًا شائعًا من الإمساك، ويمكنها التبديل إلى استراتيجية جديدة في 100 مللي ثانية فقط عند مواجهة مواقف غير متوقعة.

لتقييم الأداء، أجرى فريق البحث تجارب واسعة، وأكملت اليد البيونكسية F-TAC مهام يدوية متنوعة في سيناريوهات واقعية. في 600 تجربة فعلية، ارتفع معدل نجاح الإمساك المتعدد للأجسام بشكل ملحوظ من 53.5% في الأنظمة التي تفتقر إلى التغذية الراجعة اللمسية إلى 100%.

تتمتع هذه اليد البيونكسية بآفاق تطبيقية غنية، بما في ذلك المساعدة الجراحية، والتجميع عالي الدقة، وعمليات الفضاء الجوي، وسيناريوهات الاستجابة الطارئة التي تتطلب دقة تشغيلية استثنائية.

أبرزت النتائج الأولية للباحثين مزايا يد F-TAC، مما يساعد على تحسين قدرات الإدراك والحركة لدى الروبوتات. في المستقبل، يمكن تحسين هذه اليد ودمجها مع روبوتات بشرية مختلفة، وتقييم إمكاناتها في مجالات تطبيقية محددة من خلال تجارب إضافية. أضاف البروفيسور Zhu أن الفريق يخطط لمواصلة تعميق دمج الإدراك اللمسي مع التحكم في الروبوتات، واستكشاف نماذج تفاعل حسي جسدي أكثر ذكاءً، ودفع تطور الذكاء المتجسد، مساهمًا في تطوير الذكاء الاصطناعي العام الحقيقي.