قد تحل اليد الآلية محل اليد البشرية في مساعدة المعاقين ومحاكاة الجراحة والتشخيص. وربما تكون هذه مجرد البداية
بقلم: هداس جاسان *
قد تحل اليد الآلية التي تحاكي حركات اليد البشرية في الوقت الفعلي محل اليد البشرية في المستقبل في أداء العمليات المعقدة. وهي تعمل اليوم في التخنيون، في مختبر الدكتورة ميريام زاكسينهاوس من كلية الهندسة الميكانيكية. ويمكن التحكم في حركة اليد من خلال أوامر الكمبيوتر: يتم تحديد إزاحة كل مفصل على شاشة الكمبيوتر. ويتذكر النظام المواقف التي "تعلمها".
الاحتمال الآخر هو تفعيل الروبوت في عملية التشغيل عن بعد. وتستخدم هذه الطريقة، التي تحفظ كتابة برنامج حاسوبي لكل حركة، قفازاً من أجهزة الاستشعار، يرتديه المشغل على يده. تقرأ المستشعرات زوايا المفاصل وتحسب موضع أطراف الأصابع في كل حركة. يقوم الكمبيوتر بمعالجة البيانات وتحديد الزوايا لمفاصل أصابع الروبوت، ويقوم الروبوت بتقليد حركة يد المشغل البشري.
تعمل الدكتورة ساكسينهاوس وطلابها حاليًا على تطوير تحكم أكثر تعقيدًا، يعتمد على التعرف على حركات الإنسان وفهمها في المستقبل سيتصرف الروبوت بشكل مستقل، ليس كتقليد ولكن بناءً على فهم الحركة الموضحة.
هذا التطور هو نتيجة بحث بدأ في معهد وايزمان بالتعاون مع البروفيسور إيهود أحيشر من قسم علم الأحياء العصبي. في البداية جرت محاولة لفك أحاسيس اللمس التي تخلقها اليد. يوجد في الدماغ خلايا مذبذبة (متذبذبة)، تساعد على نقل إحساس اللمس الذي يتم تلقيه من أطراف الأصابع. توجد خلايا مماثلة، والتي تقوم بفك تشفير المعلومات الواردة من الحركة، في الجهاز الحركي في الدماغ والعمود الفقري وتسمى مولدات الأنماط المركزية الزمنية. تتأرجح هذه الخلايا بنفس التردد، ولكن مع اختلاف الطور. أي أن مجموعات مختلفة من الخلايا تتأرجح في فترات زمنية مختلفة. وهكذا، على سبيل المثال، يتم التحكم في حركة المشي؛ الحركات المختلفة لها علاقة مرحلة مختلفة. ويعرض الدكتور ساكسينهاوس كمثال مشية الكلب، التي تعتمد على سلسلة من الحركات. فعندما يمشي الكلب، فإنه يحرك ساقًا واحدة في كل مرة. وعندما يركض، فإنه يحرك زوجًا واحدًا من الأطراف في وقت واحد أن حركة اليدين وجدت في السيطرة مثل.
وتضيف: "في الخطوة التالية سنعمل على إثراء الاعتراف بالحركات". "الحركات الشائعة لها نمط أبسط مما تعتقد. سيعرف الروبوت كيفية التعرف على سلسلة من الحركات التي يتم تنفيذها واحدة تلو الأخرى وفهم معنى التسلسل بأكمله. عندما تحرك إصبعك لأعلى ولأسفل كما في "عندما تقوم بحركة النقر أو الطبول، تفتح المفاصل وتغلق معًا من ناحية أخرى، عند الخدش، تفتح المفاصل وتغلق في مرحلة معاكسة "إن فهم تسلسل الحركات سيسمح لليد الروبوتية بتجميع أجزاء مختلفة من الحركات في إجراءات أكثر تعقيدًا. ".
تطبيقات في الطب
سيكون من الممكن تحويل الروبوت الصناعي إلى روبوت منزلي قادر على مساعدة المعاقين والمعاقين في تنفيذ الإجراءات التي تنطوي على البراعة اليدوية. يمكن للنظام نفسه أيضًا تدريب الجراحين على إجراء عمليات جراحية معقدة عن طريق المحاكاة: سيرتدي الجراح قفاز الاستشعار وسيتعرف النظام على ما إذا كان قد أجرى الجراحة بشكل صحيح.
كما يمكن أن يساعد الروبوت، على سبيل المثال، في التنبؤ بالمهارات المستقبلية لدى الأطفال، بدءاً بالمهارات الهندسية وانتهاءً بالمواهب الموسيقية الاستثنائية. إن قدرة القفاز على نقل المعلومات من اليد إلى الميكانيكي ستساعد أيضًا في نقل المعلومات لتشغيل الأطراف الاصطناعية وفقًا لنفس المبدأ.
حاليًا، في مختبر الدكتور زاكسينهاوس، يتم أيضًا تطوير شبكات عصبية صناعية لإنتاج الحركة، باستخدام برامج كمبيوتر تحاكي عمل الدماغ. وبهذه الطريقة، سيتم برمجة اليد الإلكترونية على غرار "برمجة" اليد يد الإنسان بطريقة أكثر تطورا.
* ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 27/11/2000. كان موقع المعرفة جزءًا من بوابة IOL التابعة لمجموعة هآرتس حتى عام 2002
