گوشی‌های هوشمند، توسعه ربات‌های فردا

همه این ربات‌ها با ویژگی‌هایی بسیار شبیه انسان می‌توانستند فعالیت‌های مختلف و روزمره را انجام دهند، اما روند توسعه ربات‌ها در دنیای امروز به‌گونه‌ای است که شاید آینده حوزه رباتیک به ربات‌هایی اینچنین تعلق نداشته باشد. در حقیقت، فناوری رباتیک اکنون به سمت طراحی ربات‌های کوچک‌تر و با کاربری‌های محدود و مشخص و البته قیمتی پایین‌تر می‌رود. جالب است بدانیم گوشی‌های هوشمند می‌توانند مسیر طراحی و ساخت این ربات‌های هوشمند را فراهم کنند. شرکت «کوالکام»، از شرکت‌های پیشتاز در تولید پردازنده گوشی‌های هوشمند است و احتمالا نام این شرکت را به‌دلیل تولید تراشه‌های معروف «اسنپ‌دراگون» (SnapDragon) که در بسیاری از گوشی‌های تولیدی شرکت‌های مطرح وجود دارد، شنیده‌اید. این شرکت در سال‌های اخیر به‌طور جدی به فکر طراحی شیوه‌هایی برای تسهیل طراحی و ساخت انواع ربات با استفاده از گوشی‌های هوشمند افتاده است.

پهپاد؛ ربات پرنده

«پهپاد» یا همان «پرنده هدایت‌پذیر از دور» یکی از حوزه‌هایی است که در چند سال اخیر علاقه بسیاری از کارشناسان رباتیک را به خود جذب کرده است. یکی از موارد مهم در طراحی پهپادها وزن آن است. هر قدر وزن این محصول کمتر باشد، قابلیت‌های آن بیشتر خواهد شد و راحت‌تر می‌توان از آن استفاده کرد. در اینجا فناوری گوشی‌های هوشمند می‌تواند بسیار سودمند باشد.

درون بسیاری از گوشی‌های هوشمند، پردازنده‌های قوی چندهسته‌ای، مدارهای مرتبط با موقعیت‌یابی، دوربین و نیز ارتباط وای‌فای قرار دارد. همه این امکانات می‌توانند در یک پهپاد به‌کار گرفته شود و قابلیت‌های گوناگونی به آن ببخشد.

یکی از انواع پهپادهایی که اکنون در بازار بسیار مورد توجه قرار گرفته، دستگاه‌های «کوادکوپتر» مجهز به دوربین است که می‌توان از آن برای گرفتن سلفی از بالا استفاده کرد، اما نباید این واقعیت را نادیده بگیریم که این دستگاه می‌تواند کاربردهای دیگری نیز داشته باشد که در درازمدت به نفع جامعه خواهد بود. برای نمونه می‌توان از این تجهیزات برای تصویربرداری از مزارع یا جنگل‌ها و حتی تعمیر و نگهداری از پل‌های بزرگ استفاده کرد. برای نمونه این پهپادها می‌توانند به جای نیروی انسانی در مزارع یا پارک‌های جنگلی و محافظت شده گشت بزنند، در صورت مشاهده هر نوع فعالیت مشکوک با دوربین روی آن زوم کرده و اطلاعاتی به مرکز ارسال کنند. به هر حال بهره‌گیری از تجهیزات به کار رفته در گوشی‌های هوشمند می‌تواند به طراحی پهپادهایی بسیار کاربردی‌تر کمک کند.

پهپادهای بسته‌رسان

پهپادهای نامه‌رسان یا بسته‌رسان از دیگر کاربردهای جالب توجه ربات‌های هوشمند پرنده است که می‌توانند بسته‌های مختلفی را از مکانی به مکانی دیگر برسانند. به ‌این ‌ترتیب برای این کار دیگر به استفاده از سیستم پستی نیاز نخواهد بود و افزون بر این، مشکل تاخیر پیک‌های بسته‌رسان نیز که معمولا به دلیل حجم بالای ترافیک مسیر روی می‌دهد، از بین خواهد رفت.

با این حال، پهپادهای بسته‌رسان هنوز با شکل ایده‌آلی که در ذهن داریم، فاصله زیادی دارد. اصلی‌ترین محدودیت موجود، غیرمستقل بودن این پهپادهاست. درواقع اکنون برای انتقال یک بسته از جایی به جای دیگر، نیاز است که یک انسان با استفاده از دوربین‌های متصل به بدنه پهپاد، مسیر حرکت را تعیین کرده و این دستگاه را به ‌صورت پیوسته تا رسیدن به مقصد هدایت کند.

اما برای گسترش استفاده از پهپادهای بسته‌رسان، باید تجهیزات مختلف ارتباطی و پردازشی موجود در گوشی‌های هوشمند و البته الگوریتم‌هایی مناسب را روی پهپادها قرار داد تا این عملیات به‌صورت مستقل روی خود پهپاد به انجام رسد. به ‌این‌ ترتیب این پهپادها قابلیت عملکرد گسترده‌تری یافته و می‌توانند هرچه بیشتر در زندگی روزمره به کار گرفته شوند.

ربات‌های خدماتی

ربات‌های خدماتی نظیر ربات‌های منشی هتل یا نگهبان، به ‌صورت دائمی مشغول فعالیت نیستند و هر روز زمان زیادی را به ‌صورت آماده به خدمت سپری می‌کنند. اینجاست که به‌کارگیری پردازنده‌های نسل جدید که انرژی کمتری مصرف می‌کند، می‌تواند بسیار سودمند باشد. درواقع به‌ این‌ ترتیب میزان انرژی مورد استفاده ربات کاهش قابل توجهی یافته و در نتیجه می‌توان از این ربات‌ها در بازه‌های زمانی طولانی‌تر بهره گرفت.

ربات‌هایی که می‌آموزند

یکی از دشواری‌های پیش‌رو در زمینه طراحی ربات، تهیه الگوریتم عملکرد یا همان برنامه‌ریزی برای آن است. طراحان ربات‌ها معمولا موقعیت‌های مختلفی را که یک ربات در برابر آن قرار می‌گیرد، پیش‌بینی کرده و عملکرد درستی را که ربات باید در آن موقعیت نشان دهد، تعیین می‌کنند.

اما مشکل اینجاست که در دنیای واقعی، با انبوهی از موقعیت‌های مختلف روبه‌رو هستیم که شاید پیش‌بینی همه آنها در آغاز کار دشوار باشد. اینجاست که افزودن قابلیت یادگیری به یک ربات می‌تواند به عملکرد بهتر آن در موقعیت‌های پیش‌بینی نشده بینجامد.

فرض کنید یک ربات امداد و نجات در مسیر خود با یک سنگ بزرگ روبه‌رو می‌شود. اگر این سنگ در الگوریتم تعریف نشده باشد، ربات نمی‌تواند از آن عبور کند. با این حال اگر الگوریتم ربات به گونه‌ای طراحی شده باشد که خودش بتواند موقعیت‌های ناآشنا را تحلیل کرده و راه‌حلی برای آن بیابد، این مشکل رفع خواهد شد.

شرکت کوالکام پلتفرمی به نام «زیروث» (Zeroth) طراحی کرده است. این پلتفرم امکان یادگیری ربات از محیط اطراف و هماهنگ ساختن خود را با آن می‌دهد. این شرکت تاکنون توانسته این الگوریتم را در چند ربات پیاده‌سازی کند. یکی از این ربات‌ها، یک مهماندار هوشمند در هواپیماست که می‌تواند با بررسی تصاویر صورت هر یک از مسافران، نیازهای او را شناسایی کند. برای نمونه اگر این ربات، نوشابه‌ای را به یک مسافر بدهد و او نگاهی همراه با ناراحتی به بطری نوشابه داشته باشد، احتمالا نمی‌تواند نوشابه معمولی مصرف کرده و به نوشابه رژیمی نیاز دارد.

اطلاعات، پردازش و اجرا

کارشناسان رباتیک بر این باورند ساخت ربات‌های هوشمندی که عملکرد مستقلی هم دارند، به چرخه «اطلاعات، پردازش و اجرا» بستگی دارد. منظور از «اطلاعات» این است که ربات باید داده‌های مختلفی از محیط را دریافت کند. این داده‌ها می‌تواند در قالب اطلاعات تصویری، صوتی یا شکل‌های دیگر باشد. در گام بعد نوبت به پردازش می‌رسد. این پردازش ابتدا براساس الگوریتم‌های از پیش تعریف شده صورت می‌گیرد. در گام بعدی هم ربات باید تصمیمات اتخاذ شده براساس الگوریتم را اجرا کند.

آنچه در این میان اهمیت دارد، ضرورت تکرار این چرخه است. پس از این‌که ربات کاری را اجرا کرد، باید اطلاعات مربوط به اجرای آن را دوباره دریافت کرده و یک بار دیگر عمل پردازش را به انجام برساند. برای نمونه ممکن است کار اجرا شده توسط ربات موفقیت‌آمیز نباشد. در این صورت اطلاعات مربوط به آن دوباره پردازش شده و به ‌این ‌ترتیب ربات، چیزهای جدید می‌آموزد. این اطلاعات جدید در نهایت به تکمیل الگوریتم قبلی ربات می‌انجامد.

آموزش رباتیک به کودکان

امروزه داشتن یک گوشی هوشمند برای بسیاری از دانش‌آموزان یک امر عادی است. به همین دلیل می‌توان از این وسیله برای آموزش شیوه طراحی ربات به آنها بهره گرفت. درواقع برخلاف شیوه‌های سنتی آموزش الکترونیک که با انواع مدارها و قطعات الکترونیکی ناآشنا انجام می‌شد، احساس راحتی بچه‌ها با گوشی هوشمند می‌تواند فرصتی مناسب را برای آموزش اصول عملکرد ربات‌ها به آنها فراهم کند.

دنیایی بزرگ در یک قاب کوچک

با این‌که گوشی‌های هوشمند به جزئی عادی از زندگی ما تبدیل شده، اما این وسیله کوچک از توان بسیار بالایی در دریافت و پردازش اطلاعات برخوردار است. اگرچه علم رباتیک در نگاه اول بسیار پیچیده جلوه می‌کند، اما بهره‌گیری از توان سخت‌افزاری گوشی‌های هوشمند و در کنار آن استفاده از این گوشی‌ها برای آموزش طراحی ربات می‌تواند راه را برای به میدان آمدن طیف گسترده‌ای از ربات‌های هوشمند و مستقل آماده کند.

صالح سپهری‌فر - منبع: qualcomm.com