گفتگوی سیب با دکتر تاکشی یونیاما از دانشگاه کانازاوای ژاپن
ثبت رکوردهای بالاتر با روبات اسکیباز
این روزها روباتها دیگر به عنوان فناوری فانتزی و صرفا آزمایشگاهی در نظر گرفته نمیشوند. هر روز بر قابلیتهای کاربردی این فناوری افزوده میشود و سروکله آن را در عرصههای مختلف زندگی حتی ورزش نیز میبینیم.
شاید در گذشته صرفا از روباتها در مکانهایی نظیر کارخانجات خودروسازی استفاده میشد، اما اکنون نسل جدیدی از آنها در راه است که گفته میشود ورزش حرفهای را متحول خواهد کرد. روبات اسکیباز یکی از بارزترین نمونههای این فناوری جدید است.
دکتر تاکشی یونیاما که به عنوان محقق و ابداعکننده اصلی این فناوری پیچیده از چند سال پیش روی آن متمرکز بوده است، میگوید: روبات اسکیباز بازکننده دانش بشری روی طیف پیچیدهای از فناوریهاست که در بطن خود هیجان و سرگرمی را نیز به دنبال داشته و حتی میتوان از آن برای ایجاد تحول در تکنیکهای رایج ساکی نیز استفاده کرد. وی در گفتگوی اختصاصی با سیب از اهداف جنبههای مختلف این فناوری نوین صحبت کرده است.
چرا ورزش اسکی و حالات اسکیبازان را برای این پروژه انتخاب کردید؟
این انتخاب صرفا به عنوان آغازی شجاعانه جهت ورود به عرصه جدیدی از فناوری روباتیک بوده است. از سالهای پیش اسکیبازان را زیر نظر میگرفتم و میدیدم که چگونه در سر پیچها از کنار پرچمها عبور میکنند. با دیدن این صحنهها از خود میپرسیدم که آیا راهی وجود دارد تا راندمان کاری اسکیبازان را بهبود بخشید یعنی با صرف انرژی کمتر و استفاده از تکنیکهای حرکتی مناسبتر کاری کرد تا رکوردهای بهتری ثبت کنند؟ در ادامه به این فکر افتادیم که چنین حرکاتی را به دنیای روباتیک بیاوریم و روباتی را تولید کنیم که در آن تمام حرکات یک اسکیباز تعریف شده باشد.
پس میتوان گفت هدف اصلی شما از ارائه این فناوری کمک به اسکیبازان در جهت بهبود تکنیک اسکی کردنشان است؟
میتوان به نوعی گفت بله. ما در فازهای ابتدایی این پروژه تحقیقاتی تلاش کردیم نگاه دقیقی به مفاصل و حرکات مرتبط اسکیبازان در مراحل مختلف اسکی روی مسیرهای پرپیچوخم داشته باشیم. در ادامه به استفاده از نرمافزارهای دقیق و پیشرفته رایانهای روی آوردیم که با ضریب دقت خیرهکنندهای این حرکات را شبیهسازی میکند. این شبیهسازی کمک میکند بفهمیم اسکیباز در برخی مراحل سخت اسکی کردن نظیر پیچها چگونه میتواند بهترین اجرا را ارائه کرده و در کمترین زمان ممکن بهترین نتیجه را کسب کند. به عنوان مثال زمانی که اسکیباز با سرعت خاصی به یکی از پرچمها میرسد با زاویهای به دور آن میپیچد که ممکن است بتوان آن را بهبود بخشید و در نتیجه اسکیباز ضمن آنکه با خطر کمتری از آن مانع عبور میکند، زمان بهتری را نیز ثبت مینماید.
آیا تاکنون آزمایشهای عملی نیز با استفاده از این روبات انجام شده است؟
بله، البته باید به این نکته توجه داشت که این روبات از نظر ابعاد با حد و اندازههای انسانی کمی تفاوت دارد اما فکر میکنیم برای شروع، نقطه خوبی را انتخاب کردهایم. چند هفته پیش این روبات را بر روی چمن مصنوعی که شیب حدود 22 درجهای دارد آزمایش کردیم. روبات پیش از شروع مسافت کمی بیش از 10 متر را با موفقیت طی کرد.
آیا در گذشته نیز تحقیقات مشابهی انجام شده است و اگر این طور است چرا هیچگاه کاربرد آن را در ورزش اسکی حرفهای ندیدهایم؟
بررسی حرکات مختلف و ترکیبی بدن اسکیباز آن هم در زمانی که سرعتش به بیش از 50 تا 70 کیلومتر بر ساعت میرسد به استفاده از طیف گستردهای از فناوریها نیاز دارد که در گذشته خبر چندانی از آنها نبوده است اما اکنون و به لطف بهرهمندی از فناوریهایی نظیر تونلهای آزمایشگاهی و نرمافزارهای پیشرفته رایانهای این امکان منحصربهفرد فراهم شده است تا حرکات مختلف و ترکیبی اسکیباز را شبیهسازی کنیم. از آن گذشته تا پیش از این عمدتا حرکات و شیوه قرار گرفتن بدن اسکیباز در مسیرهای مستقیم و نه مارپیچی شبیهسازی میشده است، اما علم این ورزش ثابت کرده است که چگونگی حرکت در نقاطی نظیر پیچها، سهم قابل توجه و غیرقابل انکاری در نتیجه نهایی ورزشکار دارد. اکنون ما میتوانیم زاویهای که پاهای اسکیباز در زمان حرکت در پیچها ایجاد میکند را به بهترین شیوه ممکن شبیهسازی کنیم. البته این تنها یکی از تفاوتهای بارز تحقیقات ما با پروژههای مشابه گذشته است.
پس تفاوت اصلی در چه چیزی است؟
نکته مهم اینجاست که ما یک روبات ارائه کردهایم یعنی از دنیای مجازی فاصله گرفته و حاصل تحقیقات خود را در قالب یک روبات ارائه کردهایم که اتفاقا به آینده آن امیدواریهای زیادی نیز داریم. در گذشته تقریبا هیچ تلاشی برای ساخت روبات اسکیباز نشده است که البته علت عمده آن به نبود فناوریهای لازم و همچنین پیچیدگیهای توا‡م با سرعت بالای نهفته در ورزش اسکی است. در گذشته صرفا اگر تلاشی هم صورت میگرفته تنها به واسطه بررسی رایانهای حالات اسکیبازان بوده است.
درباره اجزای سازنده این روبات نیز اطلاعاتی ارائه کنید.
این روبات دارای دو پای متصل به دو اسکی است که در هر پا از 6 موتور استفاده شده است. این موتورها امکان منحصربهفردی را برای روبات فراهم میکنند تا در مسیر پیش رو، آزادی حرکتی لازم را داشته باشد. در کنار این موتورها از یک رایانه کوچک مرکزی استفاده کردهایم که وظیفه کنترل لحظه به لحظه حرکات مفاصل و موتورها را به عهده دارد. در بالای این رایانه فوق مدرن از دوربین کوچکی نیز استفاده شده است که مسیر پیش روی روبات را نشان میدهد. در این مجموعه از قطبنمای مخصوصی نیز استفاده شده است تا روبات در مسیریابی به بهترین شیوه ممکن عمل کند. سرعتسنج نصب شده در انتهای اسکی و باتری مرکزی این سیستم نیز از دیگر بخشهای آن به حساب میآید. همچنین از چندین حسگر محیطی و هوشمند نیز استفاده شده است تا در مجموع فناوری نسبتا کاملی را ارائه کرده باشیم.
برنامه بعدی شما در این پروژه چیست؟
ما از ابتدا نیز اهداف زیادی را برای این پروژه تعریف کرده بودیم و در حال حاضر نیز تقریبا به نیمی از آنها دست یافتهایم. هدف بعدی ما در این پروژه این است که با افزودن الگوهای حرکتی بیشتر کاری کنیم که این روبات سریعتر حرکت کند و در عین حال احتمال زمین خوردن آن نیز به حداقل برسد. همچنین استفاده از این روبات روی سطح پوشیده از برف یکی دیگر از اهداف ماست که البته منتظر فرا رسیدن فصل زمستان هستیم تا آن را روی سطوح شیبدار برفی نیز آزمایش کنیم. البته تا آن زمان فرصت مناسبی در اختیار داریم تا نواقص موجود در طرح را برطرف کنیم.
دکتر تاکشی یونیاما در یک نگاه
دکتر تاکشی یونیاما از محققان برجسته و سابقهدار دپارتمان مهندسی سیستمهای مکانیکی و انسانی دانشگاه کانازاوای ژاپن است که در سالهای اخیر تمرکز اصلی خود را روی ارائه فناوریهای روباتیکی مرتبط با حرکات ورزشی نظیر روبات اسکیباز معطوف کرده است. وی معتقد است که گرچه با ارائه فناوری نظیر روباتهای ورزشکار فاصله زیادی داریم اما تحقیقات و تلاشهایی نظیر روبات اسکیباز را میتوان آغاز امیدوارکننده در این مسیر دانست.
مهدی پیرگزی
