تنفيذ التحكم في ركلة على الروبوتات المحاكاة في العالم الحقيقي عجلات
تعاون فريق من الباحثين في جامعة Babes-Bolyai ، في رومانيا ، وجامعة Goethe فرانكفورت مؤخراً في دراسة تستكشف تطبيقات التحكم في الركلة على كل من الروبوتات المحاكية وذات الواقع الحقيقي. يشير مصطلح "التحكم في الركلة" إلى الأوامر القصيرة ذات الترتيب الأعلى التي يمكن استخدامها "لرفس" نظام من جاذب منظم ذاتيًا في حوض جذب جاذب آخر.
"عندما نتحرك ، هل تستجيب عضلاتنا فقط للإشارات التي يرسلها الدماغ ، أم أنها تأخذ بعين الاعتبار أيضًا حالة المفاصل والأوتار والعضلات نفسها؟" سأل كلاوديوس جروس ، أحد الباحثين الذين نفذوا الدراسة. "يتحدّث المرء عن" الحركة المتجسدة ، "إذا كان هذا هو الحال. أبحاثنا مكرسة للتحقيق في كيفية التجسيد الذي يساعد الحيوانات والروبوتات على اجتياز العالم".
في الطبيعة ، حتى الحيوانات ذات الأنظمة العصبية البسيطة يمكنها التنقل في مجموعة متنوعة من البيئات المعقدة. من أجل التحرك في البيئات المعروفة وغير المعروفة ، يجب أن يكون لدى الروبوتات مهارات حسية مماثلة. لكن حتى الآن ، يكافح العلماء والمهندسون في جميع أنحاء العالم لتصميم الروبوتات ذات القدرات الحركية التي تشبه قدرات البشر والحيوانات.
وقال بولكس ساندور ، وهو باحث آخر مشارك في الدراسة ، لـ TechXplore: "إن تنسيق عدد كبير من المحركات في بيئة متغيرة باستمرار هو بالتأكيد مهمة صعبة." "فلماذا لا نسمح لجسم الروبوتبالقيام بالعمل الشاق ، عن طريق الاستيلاء على جزء كبير من الحساب؟ بعد هذه الفكرة ، نقترح خطة تحكم بديلة يتم فيها إنشاء أنماط الحركة بطريقة ذاتية التنظيم في هذا الإطار ، يتم إنشاء الحركة من خلال التفاعل الديناميكي بين الدماغ وجسم الروبوت ، والبيئة. "
ابتكر ساندر وزملاؤه وزملاؤهم إطارًا متحكمًا لا يتم فيه تحديد الحركات بشكل صارم ، بل يتم وصفها من خلال مجموعة من المعادلات للتحكم في المحركات التي تتغير ديناميكيًا ، بما في ذلك معلومات الجسد الحسية. ثم قاموا باختبار وصقل هذه المعادلات في بيئة محاكاة LPZRobots.
وقال ساندور "بسبب تفاعل الروبوت مع بيئته ، يمكن إنشاء العديد من أنماط الحركة ذاتية التنظيم". "هذا يسمح لنا بالتبديل بين هذه البدائل السلوكية من خلال إشارة تحكم محددة بدقة تشبه الركلة. وهذا ما نسميه" التحكم في الركلة ". وأخيرا ، وكدليل على المفهوم ، قمنا بتنفيذ هذه الفكرة على الروبوتات ذات العجلات الحقيقية. "
"ألن يكون الأمر أبسط بكثير إذا كان الدماغ سيعطي فقط إشارة ركلة قصيرة وجسم إما حيوان أو روبوت من شأنه أن يقوم بحركة منسقة بشكل جيد في حد ذاته؟" وقال جروس. "هذه هي الفكرة الرئيسية وراء السيطرة على ركلة. ويمكن أن يتحقق ، كما اكتشفنا ، عندما يتصرف الروبوت من المحركات ذاتية التنظيم."
قام الباحثون بتقييم إطار عملهم على كل من الروبوتات المحاكية وذات الواقع الحقيقي ، والتي تولّد ديناميكيات العجلات المختلفة بشكل مستقل عن طريق حلقات ردود الفعل المحلية. يتم توسط هذه الحلقات المرتدة عن طريق الخلايا العصبية بتشفير المعدل ، والتي تقوم بمعالجة مدخلات الحفاز البروتيني التي تصف زاوية الدوران الفعلية لكل عجلة. وبالتالي ، فإن قضيب النقل المحاكى الذي يشبه تلك المستخدمة في قاطرات البخار يترجم التغيرات في النشاط العصبي إلى حركة دورانية.
يمكن أن تؤدي الدراسة التي أجراها Sándor و Gros وزملاؤها إلى تقنية جديدة للتحكم بفعالية في تحركات الروبوتات. الميزة العملية الرئيسية لإطار عملهم هي أنه يخصص جزءًا من الحمل الحسابي لجسم الروبوت. ويمكن استخدام نموذجهم أيضًا لتعليم الأنظمة الديناميكية في دورات الفيزياء في المدارس الثانوية ، حيث يسمح بمظاهرات تفاعلية وجذابة.
يخطط الباحثون الآن لاختبار خوارزمياتهم على معماريات الروبوتات الأكثر تعقيدًا ، مع دمج طرائق حسية مختلفة في معادلاتها. على سبيل المثال ، يمكنهم تطبيق تحكم ركلة على تنظيم هرمي من وحدات التحكم ، حيث تقوم المعلومات المرئية بتشغيل وضع حركة معين.
ليست هناك تعليقات: