مردم به دنبال ربات‌های واقعی‌تر

وضعیتی را تصور کنید که پشت‌میز ناهارخوری نشسته‌اید و اراده می‌کنید که لیوان آب را از روی میز بردارید. به محض این‌که اراده می‌کنید دست خود را از زیر میز خارج کرده و به سوی لیوان آب دراز می‌کنید. همین و بس. اما آیا درخصوص ربات‌ها نیز کار به همین سادگی است؟ قطعا این‌گونه نیست. پیچیدگی‌هایی از این دست، سال‌های طولانی است که دانشمندان را در توسعه فناوری ربات‌های انسان نما با مشکل روبه‌رو کرده است. آنها بخوبی می‌دانند که برای پیشبرد این بخش از فناوری ربات‌ها و بخصوص ربات‌های انسان نما به الگوریتم‌هایی نیاز دارند که انجام چنین کارهایی را آن هم بدون اتلاف وقت تعریف کرده باشند.

سرتاک کارامان از دانشگاه MIT با همکاری گروهی از دیگر محققان این دانشگاه مدت طولانی است که درباره این مقوله و تعریف الگوریتم‌های مورد نیاز کار کرده‌اند و اکنون به مرحله‌ای رسیده‌اند که می‌توانند حرف‌هایی برای گفتن داشته باشند. وی در گفت‌وگوی اختصاصی با سیب به تشریح نکاتی درباره این الگوریتم و چگونگی استفاده از آن در ساختار ربات‌ها پرداخته است.

این روزها ربات‌های انسان‌نما و هوشمند زیادی ساخته می‌شوند که هر یک نسبت به دیگری برتری‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری خاص خود را دارد اما زمانی که صحبت از انجام کارهای ساده نظیر برداشتن یک لیوان آب می‌شود، عملکرد آنها چندان نرم و روان به نظر نمی‌رسد. چرا؟

اگر بخواهیم به زبان ساده به این پرسش جواب دهیم، باید گفت ربات‌های انسان نما مجموعه‌ای از سیستم هوش مصنوعی و اندام‌هایی است که با فرمان‌پذیری از سیستم مرکزی کارهای مختلفی انجام می‌دهند. برای آن‌که کارهای مختلفی که از یک ربات خواسته می‌شود نظیر کار ساده‌ای همچون برداشتن لیوان آب از روی میز یا راه رفتن به نرمی و روانی انسان، 2 بخش کلی باید در وضعیت ساختاری مناسبی قرار داشته باشند و در عین حال ارتباط منطقی و کاملی میان آنها برقرار باشد. اول این‌که سیستم فرماندهی ربات باید پیچیدگی‌های کاملی داشته باشد و در آن انجام جزئی‌ترین کارها نیز تعریف شده باشد و دوم این‌که فرامینی که از این بخش به اندام‌های مختلف نظیر دست و انگشتان داده می‌شود، به سرعت انتقال یابد و البته مفاصلی که در این بخش‌ها به کار می‌روند، انعطاف‌پذیری قابل توجهی داشته باشند. در حقیقت مجموعه‌ای از عوامل باید دست به دست هم دهند.

البته این نکته کاملا بدیهی است که افزایش سرعت عمل و روانی حرکت بخش‌های مختلف یک ربات هوشمند انسان‌نما عمدتا به سیستم هوش مصنوعی و مرکز فرماندهی آن بستگی دارد و در درجه دوم این قطعات سخت‌افزاری هستند که نقش مهمی در روانی حرکات ربات ایفا می‌کنند. در این بخش، سال‌های طولانی است که ایده‌های مختلفی مورد بررسی قرار می‌گیرد. استفاده از موادی نظیر سیلیکن و فیبرهای مستحکم و بسیار سبک از جمله این ابتکارعمل‌ها بوده است.

الگوریتم‌ها کلید حل مشکلاتی هستند که در زمینه حرکات ربات‌ها و انجام کارهای پیچیده فرا روی محققان وجود دارد. ما در این پروژه که با همکاری محققان زیادی صورت گرفته است، 2 نوع الگوریتم را با یکدیگر تلفیق کرده‌ایم. در حقیقت تلفیق این دو الگوریتم که نقش مکمل را برای هم ایفا می‌کنند، منجر به ساخت همان سیستم مورد نظر ما شده است. این سیستم در واقع یک سیستم برنامه‌ریزی حرکتی برای ربات‌هاست. این امکان وجود دارد که از این سیستم تلفیقی برای ربات‌های مختلفی استفاده شود. این الگوریتم‌ها مربوط به آزمایشگاه هوش مصنوعی و علوم رایانه‌ای و همچنین آزمایشگاه سیستم‌های اطلاعاتی و تصمیم‌گیری دانشگاه MIT می‌شود.

به طور کلی الگوریتم‌ها زبان اصلی و تعریف شده حرکاتی هستند که قرار است یک سیستم رباتیکی آنها را انجام دهد. آنچه ما ارائه کرده‌ایم نیز از این قاعده مستثنا نیست. این الگوریتم مسیرهای حرکتی مؤثرتری را برای ربات محاسبه می‌کند. به عنوان مثال یک بازوی رباتیکی را در نظر بگیرید. در مجموعه بخش‌های تشکیل‌دهنده یک ربات، بخش‌هایی نظیر بازوها از پیچیدگی حرکتی بیشتری برخوردارند، چون در جهات مختلف حرکت می‌کنند. الگوریتمی که در ربات دارای این بازو به کار گرفته می‌شود، محاسبه می‌کند که بازو در چه مسیری، با چه زاویه‌ای و البته با چه سرعتی حرکت کند. تمام این محاسبات در زمان بسیار اندکی صورت می‌گیرد.

ربات‌هایی که به چنین فناوری مجهز می‌شوند، نه تنها حرکات مؤثرتری انجام می‌دهند بلکه از بعد زمانی و مصرف انرژی نیز صرفه‌جویی قابل توجهی می‌کنند. اما مهم‌ترین نکته، چیزی دیگری است، این‌که حرکات چنین رباتی به مراتب قابل پیش‌بینی‌تر از گذشته خواهد بود. به همین دلیل می‌توان اطمینان بیشتری به این ربات و حرکات آن داشت. اهمیت این نکته زمانی بخوبی معلوم می‌شود که از آن در تعاملات انسانی استفاده می‌شود.

این یک نظر است که با گذشت زمان و تکمیل‌تر شدن ساختار این الگوریتم‌ها به واقعیت عینی نزدیک‌تر می‌شود. بدون شک وقتی صحبت از ربات‌های انسان‌نمایی می‌شود که حرکاتشان از روانی و انسجام بیشتری برخوردار است و به حرکات انسانی به مراتب نزدیک‌تر هستند، تمایل به خرید و استفاده از آنها در موارد و مکان‌های مختلف حتی خانه‌ها نیز بیشتر می‌شود.

مهم‌ترین کاری که باید انجام دهیم، ارتقای این الگوریتم است. ما نتیجه تلاش‌های خود را در اختیار نهادهای علمی سراسر جهان قرار داده‌ایم تا آنها نیز نظرات خود را درخصوص آن مطرح کنند. گذشته از این، شرکت در کنفرانس‌های مختلف و ارائه نتایج به دست آمده از جمله برنامه‌های آینده ماست. ما فکر می‌کنیم باید هر چه زودتر از این الگوریتم روی ربات‌های انسان‌نمای شناخته شده در جهان استفاده کنیم و مطمئن هستیم که عملکرد حرکتی آنها به مراتب بهتر از گذشته خواهد بود.