الروبوتات تحصل على وجه سمين (وابتسامة) في بحث جديد

يحاول المهندسون في اليابان جعل الروبوتات تحاكي هذا التعبير البشري بشكل خاص، ألا وهو الابتسامة.

لقد ابتكروا قناعًا للوجه من خلايا الجلد البشرية وربطوه بالروبوتات بتقنية جديدة تخفي الغلاف، كما أنها مرنة بما يكفي لتتحول إلى تكشيرة أو إلى ابتسامة اسفنجية.

التأثير هو شيء بين قناع هانيبال ليكتر المرعب وشخصية كلايميشن غامبي.

لكن العلماء يقولون إن النماذج الأولية تمهد الطريق أمام روبوتات أكثر تطورا، مع طبقة خارجية مرنة ومتينة بما يكفي لحماية الآلة مع جعلها تبدو أكثر إنسانية.

وبعيدًا عن التعبير، فإن “معادل الجلد”، كما يسميه الباحثون، والذي يتم تصنيعه من خلايا الجلد الحية في المختبر، يمكن أن يندب ويحرق ويشفى ذاتيًا أيضًا، وفقًا لدراسة نشرت في 25 يونيو في مجلة Cell Reports Physical Science. .

وقال شوجي تاكيوشي، الأستاذ في جامعة طوكيو والباحث الرئيسي في الدراسة، في تقرير له: “تعمل الوجوه والتعبيرات الشبيهة بالبشر على تحسين التواصل والتعاطف في التفاعلات بين الإنسان والروبوت، مما يجعل الروبوتات أكثر فعالية في أدوار الرعاية الصحية والخدمة والرفقة”. بريد إلكتروني.

ويأتي هذا البحث مع تزايد انتشار الروبوتات في أرضيات المصانع.

سيكون هناك 3.9 مليون روبوت صناعي يعمل في خطوط تجميع السيارات والإلكترونيات وأماكن العمل الأخرى في عام 2022، وفقًا للاتحاد الدولي للروبوتات.

وتشمل مجموعة فرعية من إجمالي مخزون الروبوتات ما يسمى بالبشر، وهي آلات مصممة بذراعين وساقين تمكنها من العمل في بيئات مصممة للعاملين من البشر، مثل المصانع، ولكن أيضًا في مجال الضيافة والرعاية الصحية والتعليم.

وقال كارستن هير، المتحدث باسم الاتحاد، إن الروبوتات البشرية كانت “مجالًا مثيرًا للتنمية”، لكن اعتمادها على نطاق واسع في السوق سيكون أمرًا معقدًا، ويمكن أن يكون مقيدًا بالتكلفة.

ومع ذلك، في أكتوبر 2023، أعلنت الحكومة الصينية عن هدف الإنتاج الضخم للبشر بحلول عام 2025، والذي توقعت أنه سيزيد إنتاجيتها الصناعية بشكل كبير.

لعقود من الزمن، قام مهندسو الروبوتات بتجربة المواد، على أمل العثور على شيء يمكن أن يحمي الآلات المعقدة للروبوت ولكن في نفس الوقت يكون ناعمًا وخفيفًا بدرجة كافية لمجموعة واسعة من الاستخدامات.

وقال الباحثون في الورقة البحثية إنه إذا تعرض سطح الروبوت للخدش أو الاصطدام، فقد يؤدي ذلك إلى خلل في الآلة، مما يجعل القدرة على الإصلاح الذاتي “ميزة حاسمة” للروبوتات الشبيهة بالبشر.

وقال كيفن لينش، مدير مركز الروبوتات والأنظمة الحيوية في جامعة نورث وسترن، إن الطريقة الجديدة لربط الجلد تعمل على تطوير مجال الروبوتات “الهجينة الحيوية” الناشئ، والذي يدمج الهندسة الميكانيكية مع الهندسة الوراثية وهندسة الأنسجة.

وقال البروفيسور لينش: “تعد هذه الدراسة مساهمة مبتكرة في مشكلة تثبيت الجلد الاصطناعي على المادة الأساسية”، مضيفًا أن “الجلد الحي قد يساعدنا في تحقيق الكأس المقدسة المتمثلة في جلود الشفاء الذاتي في الروبوتات الحيوية الهجينة”.

وأضاف أن الدراسة لا تتناول كيفية شفاء جلد الروبوتات ذاتيا دون دعم خارجي.

بالنسبة لمثل هذه الروبوتات، يمتد التحدي المتعلق بالمواد إلى إمكانية المحاكاة، أي إيجاد طرق لتزويد الآلة بخصائص تجعلها تبدو وتتصرف بشكل أشبه بالإنسان، مثل القدرة على الابتسام.

لقد عمل العلماء، بما في ذلك البروفيسور تاكيوشي وزملاؤه في جامعة طوكيو، على جلد بشري مصنوع في المختبر لسنوات.

في عام 2022، طور فريق البحث إصبعًا آليًا مغطى بالجلد الحي، مما يسمح لإصبع الآلة بالانحناء مثل الإصبع البشري، مما يمنحها القدرة على اللمس لأداء مهام أكثر دقة.

وقد حاول فريق البروفيسور تاكيوشي تثبيت الجلد بخطافات صغيرة، لكن تلك الخطافات تسببت في تمزقات أثناء تحرك الروبوت. لذلك قرر الفريق محاكاة الأربطة، وهي الحبال الصغيرة من الأنسجة الرخوة التي تربط العظام.

قام أعضاء الفريق بحفر ثقوب صغيرة على شكل حرف V في الروبوت ووضعوا مادة هلامية تحتوي على الكولاجين، مما أدى إلى سد الثقوب وربط الجلد الاصطناعي بالروبوت.

وقال ييفان وانغ، الأستاذ المساعد في كلية الهندسة الميكانيكية وهندسة الطيران في جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة، والذي يبحث في “الروبوتات الناعمة” التي تحاكي “هذا النهج يدمج الروبوتات التقليدية الصلبة مع جلود بيولوجية ناعمة، مما يجعلها أكثر شبهاً بالبشر”. المخلوقات البيولوجية.

يمنح ربط الجلد أيضًا الروبوت الحيوي القدرة على الإحساس، مما يقرب العلم خطوة واحدة من خيال الخيال العلمي.

وقال البروفيسور وانغ: “هذا يمكن أن يخلق فرصًا للروبوت ليستشعر البشر ويتفاعل معهم بأمان”.

وجوه الروبوتات ذات الجلد الاصطناعي في مختبر البروفيسور تاكيوتشي لا تملك القدرة على استشعار اللمس أو تغير درجة الحرارة أو غيرها من المحفزات الخارجية.

وقال البروفيسور تاكيوشي إن هذا هو هدفه البحثي التالي.

وقال: “نحن نهدف إلى إنشاء بشرة تحاكي بشكل وثيق وظائف الجلد الحقيقي من خلال بناء المكونات الأساسية تدريجيًا مثل الأوعية الدموية والأعصاب والغدد العرقية والغدد الدهنية وبصيلات الشعر”.

وبدلاً من الأنظمة العصبية التي تنقل الإحساس في جسم الإنسان، ستحتاج إلكترونيات الروبوت إلى تشغيل إشارة استشعار، وهو تطور قال البروفيسور وانغ إنه سيتطلب المزيد من الوقت والبحث.