الروبوتات هي آلات مؤتمتة تستخدم لأداء مهام معينة، سواء كانت صناعية أو علمية أو ترفيهية. ومن بين أنواع الروبوتات المختلفة، تبرز الروبوتات ذات القدمين، التي تحاكي حركة الكائنات الحية المشي على الأرض، مثل الإنسان والحيوانات.
 |
| روبوت موغاتو: أول روبوت بقدمين ومحرك واحد في العالم من جامعه كازنيجي ميلون |
وتعتبر هذه الروبوتات تحدياً كبيراً للمهندسين والعلماء، لأنها تتطلب تصميماً ميكانيكياً معقداً وخوارزميات تحكم متطورة، لضمان استقرارها وتوازنها وقدرتها على التفاعل مع البيئة المحيطة. وفي هذا المقال، سنتعرف على روبوت موغاتو، الذي يعتبر أول روبوت بقدمين ومحرك واحد في العالم، والذي تم تطويره في جامعة كارنيجي ميلون الأمريكية، وسنستعرض أهم مميزاته وإمكانياته وتطبيقاته المستقبلية.
### تاريخ وتطوير روبوت موغاتو
روبوت موغاتو هو اسم مستعار لروبوت ذي قدمين قابل للتوجيه، يعمل باستخدام محرك واحد فقط، وهو اختصار لـ "Monopedal Gaits with One Motor"، أي "مشيات أحادية القدم بمحرك واحد". ويعود فضل ابتكار هذا الروبوت إلى فريق من الباحثين في معهد الروبوتات في جامعة كارنيجي ميلون، بقيادة الدكتور زاكاري مانشستر، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الميكانيكية. وقد نشر الفريق نتائج أبحاثهم في مجلة Science Robotics في يوليو 2021⁶.
ويقول الدكتور مانشستر: "كان هدفنا هو تبسيط تصميم الروبوتات ذات القدمين، وتقليل عدد المحركات والمكونات المطلوبة، لجعلها أكثر فاعلية من حيث التكلفة والموثوقية والأداء". ويضيف: "وجدنا أنه بإمكاننا استخدام محرك واحد فقط للتحكم في حركة الساقين، وذلك بتحسين توزيع الوزن وتنفيذ خوارزميات متطورة، لتحقيق الاستقرار والتحكم الدقيق بأقل قدر من الموارد".
ويتميز روبوت موغاتو بأنه خفيف الوزن ومرن وقابل للتكيف، ويمكنه المشي والاستدارة والتنقل بسهولة على أنواع مختلفة من الأسطح، مثل الأرضية الصلبة والعشب والرمل والحصى. ويستخدم الروبوت محركاً واحداً لتوليد قوة دفع على الأرض، ويستخدم نظاماً هيدروليكياً لتغيير زاوية الساقين، ويستخدم مستشعرات لقياس السرعة والتسارع والارتفاع. ويعتمد الروبوت على خوارزميات تحكم مبتكرة، تستند إلى نموذج رياضي للديناميكا الحركية، لضبط حركة الساقين والحفاظ على التوازن والتكيف مع البيئة.
### مميزات وإمكانيات روبوت موغاتو
روبوت موغاتو يمثل إنجازاً علمياً في مجال الروبوتات ذات القدمين، لأنه يحقق عدة مزايا عن الروبوتات التقليدية، ومنها:
- بساطة التصميم: روبوت موغاتو يحتاج إلى محرك واحد فقط للتحكم في حركة الساقين، بينما تحتاج الروبوتات الأخرى إلى محركات متعددة لكل مفصل في الساق. وهذا يجعل تصميم الروبوت أكثر بساطة وأقل تعقيداً وأقل استهلاكاً للطاقة.
- فاعلية التكلفة: روبوت موغاتو يتطلب عدداً أقل من المحركات والمكونات، مما يخفض تكلفة الإنتاج والصيانة والإصلاح. وهذا يجعل الروبوت أكثر اقتصادية ومنافسة في السوق.
- موثوقية الأداء: روبوت موغاتو يقلل من احتمالية حدوث الأعطال أو الخلل في الروبوت، نظراً لاستخدامه محركاً واحداً فقط، بدلاً من محركات متعددة لكل مفصل في الساق. وهذا يجعل الروبوت أقل تعرضاً للتلف أو الاحتراق أو الاحتكاك أو الاهتزاز، مما يزيد من عمره الافتراضي وجودته. كما يسهل استبدال أو إصلاح المحرك الواحد في حالة حدوث أي مشكلة، بالمقارنة مع الروبوتات التي تحتاج إلى صيانة متكررة لمحركاتها العديدة. بالإضافة إلى ذلك، يمتاز روبوت موغاتو بأنه يستخدم خوارزميات تحكم متطورة، تمكنه من التعامل مع الاضطرابات والتغيرات في البيئة، وتحسين أدائه وكفاءته. وهذا يجعل الروبوت قادراً على العمل في ظروف مختلفة، وتنفيذ المهام المطلوبة بدقة وسرعة.
- قدرة التكيف: روبوت موغاتو يمتلك نظاماً هيدروليكياً يسمح له بتغيير زاوية الساقين، ويمتلك خوارزميات تحكم تسمح له بضبط حركة الساقين، ويمتلك مستشعرات تسمح له بقياس البيئة المحيطة. وهذا يجعل الروبوت قادراً على التكيف مع أنواع مختلفة من الأسطح والمنحدرات والعوائق، ويجعله أكثر مرونة ومقاومة للانقلاب.
خاتمه: روبوت موغاتو هو روبوت ذي قدمين قابل للتوجيه، يعمل باستخدام محرك واحد فقط، وهو نتاج لأبحاث متقدمة في مجال الروبوتات في جامعة كارنيجي ميلون. ويتميز هذا الروبوت بأنه بسيط وفعال وموثوق وقابل للتكيف، ويمكنه المشي والاستدارة والتنقل بسهولة على أنواع مختلفة من الأسطح. ويعتبر هذا الروبوت إنجازاً علمياً في مجال الروبوتات ذات القدمين، ويفتح آفاقاً جديدة لتطبيقاته المستقبلية في مجالات مثل الاستكشاف والإنقاذ والترفيه والرياضة.